摘要研究目的:<br> 三阴性乳腺癌(Triple-negative breast cancer,TNBC)是一种侵袭性乳腺癌,没有雌激素受体( Estrogen receptor , ER ),孕激素受体(progesterone receptor,PR)和人表皮生长因子受体-2(Human epidermal growth factor receptor-2,HER2)的表达。它是一种高度转移的异质性疾病,占乳腺癌总病例的10-15%,与非TNBC病例相比,治疗后五年内预后较差,复发率高。TNBC肿瘤的诊断和亚型对于确定治疗方案并为每个 TNBC 个体建立个性化,有针对性的药物至关重要。CDK7 是细胞周期蛋白家族(Cyclin-dependent kinase,CDK)的重要成员之一,其参与调节多种生物过程,如细胞周期、基因转录和DNA修复。研究显示CDK7在TNBC中显著高表达,与TNBC临床预后显著相关,并形成肿瘤发生的驱动力,因此靶向CDK7可能成为治疗TNBC发生发展有效手段之一。本课题组前期合成并筛选了CDK7抑制剂THZ1的结构改造物——ZJC-11,发现其可能具有抗 TNBC 作用。因此本研究探究了ZJC-11药物代谢与动力学特征,阐述了ZJC-11对TNBC细胞周期、转录以及 DNA 修复的影响机制,提供了靶向 CDK7 可作为抗TNBC 的可行性证据,进一步为临床开发更多高效的 CDK7 抑制剂提供参考。<br> 研究方法:<br> 一、CDK7抑制剂ZJC-11的药代动力学及抗TNBC药效学研究<br> 1. 通过MTT实验筛选15个THZ1结构改造化合物的抗TNBC细胞活性,得到化合物ZJC-11;<br> 2.通过药代动力学研究ZJC-11的药代动力学特征,KM小鼠单次尾静脉给予10mg/kg ZJC-11和10mg/kg THZ1,在给药后5min、10min、15min、30min、1h、2h取眼眶静脉血,分离得到含药血浆,样品经前处理后采用HPLC/MS检测样品血药浓度,再用DAS 3.0软件计算主要药代动力学参数(如t1/2、AUC、CL等),并拟合药时曲线。<br> 3. 通过 MTT 检测 ZJC-11 对 TNBC 细胞系(MDA-MB-231 和MDA-MB-468)与ER/PR+细胞系(ZR-75-1)细胞活力的影响;<br> 4. 通过细胞克隆和明场下观察 ZJC-11 对 TNBC 细胞系(MDA-MB-231和MDA-MB-468)与ER/PR+细胞系(ZR-75-1)细胞增殖和细胞形态的影响;<br> 5. 通过流式细胞术和荧光检测 ZJC-11 对 TNBC 细胞系(MDA-MB-231和MDA-MB-468)与ER/PR+细胞系(ZR-75-1)细胞死亡的诱导作用;<br> 6. 通过流式细胞术检测 ZJC-11 对 TNBC 细胞系(MDA-MB-231和MDA-MB-468)与ER/PR+细胞系(ZR-75-1)细胞周期和细胞活性的影响;<br> 7.通过Western Blot检测ZJC-11对TNBC细胞系(MDA-MB-231和MDA-MB-468)、ER/PR+细胞系(ZR-75-1)以及肿瘤组织中CDK7和RNAPⅡ的磷酸化蛋白水平的影响;<br> 8. 通过建立 BALB/c 裸鼠体内 MDA-MB-231 细胞原位移植瘤模型,腹腔注射给予4mg/kg和8mg/kg ZJC-11,观察ZJC-11对裸鼠肿瘤生长及体重的影响;<br> 9. 通过免疫组化检测ZJC-11对细胞增殖标志物Ki67的影响。<br> 二、CDK7抑制剂ZJC-11抗TNBC的机制研究<br> 1. 通过体外激酶活性实验检测ZJC-11对CDK2、CDK7以及CDK9的选择性抑制作用;<br> 2. 通过分子对接模型验证ZJC-11与CDK7的结合作用;<br> 3. 通过转录组学分析 ZJC-11 对 TNBC 细胞系(MDA-MB-231)基因转录的影响;<br> 4. 通过Reactome富集分析探究ZJC-11诱导细胞衰老的作用。<br> 研究结果:<br> 一、CDK7抑制剂ZJC-11的药代动力学及抗TNBC药效学研究<br> 1. 通过对15个化合物的抗TNBC活性筛选发现,ZJC-11能够抑制MDA-MB-231细胞活力,且IC50均高于其余化合物;<br> 2. 药代动力学实验结果显示,与THZ1相比,ZJC-11的AUC、C0、Cmax明显较高,而Tmax较低,这表明ZJC-11在血浆中暴露量比THZ1大。相反,ZJC-11的Vd和CL更低,这表明了ZJC-11的清除率更高,并且其在体内的分布更窄。<br> 3. MTT实验结果表明,相比ER/PR+乳腺癌细胞ZR-75-1,ZJC-11分别处理TNBC细胞MDA-MB-231和MDA-MB-468 48h和72h后能显著降低细胞活力,并且具有较好的时间依赖性和剂量依赖性;<br> 4. 细胞克隆实验及明场观察细胞结果表明,相比ER/PR+乳腺癌细胞 ZR-75-1,ZJC-11 能显著改变 TNBC 细胞 MDA-MB-231 和 MDA-MB-468细胞形态并明显抑制集落形成;<br> 5. 流式细胞术和荧光检测结果表明,相比ER/PR+乳腺癌细胞ZR-75-1,ZJC-11能显著诱导TNBC细胞MDA-MB-231和MDA-MB-468细胞死亡;<br> 6. 流式细胞术检测结果表明,相比 ER/PR+乳腺癌细胞 ZR-75-1, ZJC-11能显著引起TNBC细胞MDA-MB-231和MDA-MB-468细胞周期G2/M期阻滞;<br> 7. Western Blot实验结果表明,与ER/PR+乳腺癌细胞ZR-75-1相比,ZJC-11能显著抑制TNBC细胞MDA-MB-231和MDA-MB-468中RNAPⅡ 磷酸化蛋白的表达水平,而对 CDK7 的蛋白表达没有明显影响;<br> 8. 裸鼠原位移植瘤实验结果表明,ZJC-11可以显著抑制肿瘤的生长,但对裸鼠体重无明显影响;<br> 9. Western Blot实验结果表明,ZJC-11能够显著抑制体内RNAPⅡ磷酸化蛋白的表达水平,同样对CDK7的蛋白表达水平没有明显影响;<br> 10. 免疫组化结果表明,ZJC-11能够抑制细胞增殖标志物Ki67的表达。<br> 二、CDK7抑制剂ZJC-11抗TNBC的机制研究<br> 1. 体外激酶活性检测结果显示 ZJC-11 对 CDK7 具有显著的选择性抑制作用;<br> 2. 分子对接结果显示,ZJC-11与CDK7具有较强的结合能力;<br> 3. 差异表达基因火山图结果表明,ZJC-11 能够广泛抑制 MDA-MB-231细胞中的基因转录水平,提示在差异表达基因中(Padjust<0.01, FC>2.0和FC<0.5),显著上调基因889个,显著下调基因725个。<br> 4. 通过Reactome富集分析显示,差异表达基因主要富集在基因转录、细胞周期以及DNA损伤修复。在Reactome Pathway中,有多条与细胞衰老相关的通路。<br> 5. 通过细胞衰老β-半乳糖苷酶染色和PCR检测结果显示,ZJC-11能够诱导MDA-MB-231细胞衰老。<br> 研究结论:<br> ZJC-11具有更好的溶解性,显著靶向抑制CDK7的表达,并通过抑制 RNAPⅡ 磷酸化水平阻滞细胞周期和基因转录进程,进一步诱导细胞衰老来发挥抗TNBC的作用。
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