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吲唑环由于其特殊的化学结构和生物学特性,而被广泛应用于药物开发中。阿西替尼是已获批上市用于治疗肾细胞癌的含有吲唑环结构的Ⅰ型多靶点激酶抑制剂,除了对VEGFR、c-KIT、PDGFR等已知靶点有抑制活性外,研究表明它对BCR-ABLT315I和c-KIT T670I突变激酶也具有一定抑制活性。基于此,本论文主要围绕克服目前临床上慢性骨髓性白血病(CML)和胃肠间质瘤(GISTs)的治疗药物出现的耐药突变的关键性问题,从阿西替尼的结构出发,利用吲唑环为母核针对两种不同激酶耐药突变设计合成了两个系列的新型Ⅱ型激酶抑制剂,并对它们进行了抗肿瘤活性的相关研究。第一部分:针对BCR-ABL T315I突变的Ⅱ型激酶抑制剂的设计合成及抗肿瘤活性研究目前临床上对伊马替尼用药以后产生的ABL T315I耐药突变的药物仍有很大的需求。通过基于结构的药物设计方法和分子结合模式改变策略,我们从Ⅰ型抑制剂阿西替尼开始,获得了一个新的以吲唑环为母核的Ⅱ型ABL抑制剂CHMFL-ABL-121,其大大提高了对ABL wt和广泛的突变体包括imatinib-gatekeeper突变T315I的抑制活性,对于非活化ABL wt和T315I激酶蛋白分别表现出2 nM和0.2 nM的IC50值,并在低浓度下抑制CML细胞株的增殖,它能够剂量依赖性的抑制BCR-ABL介导的信号通路,将细胞周期阻滞在G0/G1期,并诱导细胞凋亡。在体内研究中,当CHMFL-ABL-121剂量为50 mg//kg/d时,对TEL-ABL T3 15I-BaF3细胞接种的小鼠模型的抑瘤率(TGI)为52%,并且没有观测到明显的毒性。CHMFL-ABL-121在蛋白层次和细胞层次上对ABLT315I耐药突变高度敏感,其良好的体内抗肿瘤效果使其成为抗CML治疗的潜在候选药物,特别是对那些携带多种伊马替尼耐药突变体的患者。第二部分:针对胃肠间质瘤靶点c-KIT耐药性突变T670I的Ⅱ型抑制剂合成及抗肿瘤活性研究虽然伊马替尼作为胃肠间质瘤的一线治疗药物取得了成功,但仍出现了数十种药物获得性耐药突变,其中c-KIT T670I是最常见的突变之一。功能获得突变的c-KIT激酶发挥着至关重要的病理作用,但是c-KIT wt仍有重要的生理功能,抑制c-KIT wt会带来副作用。目前虽然有激酶抑制剂能够克服c-KIT T670I,但没有一种抑制剂能取得对c-KIT wt的选择性。从阿西替尼开始,我们通过片段组合的方法,发现了新型抑制剂CHMFL-KIT-033。它可以选择性抑制c-KIT T670I耐药突变,对c-KIT wt的选择性达到12倍以上,显示了良好的针对c-KIT T670I突变驱动癌症细胞系的(GIST-T1/T670I GIST-5R)抗增殖作用,并且具有可接受的体内PK参数并显示出剂量依耐性的体内抗肿瘤作用。CHMFL-KIT-033是以吲唑环为母核的首个在c-KIT野生型与c-KIT T670I突变之间取得选择性的Ⅱ型激酶抑制剂。本研究为开发c-KIT突变体选择性抑制剂提供了概念性验证,并从理论上验证了c-KIT突变体选择性抑制剂可以提供更好的治疗窗口。