癌症是当前危害人类健康和生命的重大疾病之一,2020年全球范围内共有1929万癌症新增病例和996万癌症死亡病例,我国癌症新增及死亡病例均列全球之首。肝癌是世界第六大最常被诊断出的癌症,且为第三大癌症死亡诱因,我国是肝癌高发国家,其发生及死亡率均高于世界平均水平。2020年中国癌症新增病例中,肝癌占比9%,位列第五;癌症死亡病例中,肝癌占比13%,位列第二,其突出的死亡率问题引人担忧。针对肝癌治疗的靶标众多,其中包括哺乳动物雷帕霉素受体mTOR和组蛋白去乙酰化酶HDAC,mTOR及HDAC的异常调节与肝癌的发生发展密切相关。研究表明,对激酶和表观遗传蛋白HDAC的同时抑制具有抗癌协同作用,且能够实现更好的生物活性。因此,开发mTOR和HDAC双靶标抑制剂有望实现抗肝癌协同治疗作用。基于杂交分子的激酶/HDAC双靶标抑制剂的研究近年来得到广泛报道,同时靶向激酶和HDAC的杂交分子在诸多癌症治疗领域崭露头角。该领域发展势头强劲,目前已有两个激酶/HDAC杂交分子CUDC-101和CUDC-907进入临床研究阶段,分别用于头颈癌、晚期实体瘤和淋巴瘤、骨髓瘤的治疗。杂交分子因相较单一活性化合物所具有的诸如作用于多个靶标等独特优势而备受关注,但多数杂交分子显而易见的高分子量等特性令众多研究者对其成药性持怀疑态度。基于杂交分子的诸多优势及其潜在问题,本研究首先对已报道杂交分子进行了类药性评估,结果显示,杂交分子类药性不佳,但融合型杂交分子相较连接型杂交分子更具类药性。基于此,本研究针对临床已验证靶标mTOR激酶和HDAC蛋白,运用融合型分子杂交策略,以临床II期在研药物Sapanisertib（MLN0128,mTOR抑制剂）、mTOR高效抑制剂PP121及上市药物Vorinostat（SAHA,HDAC抑制剂）为母体分子,进行了两个系列mTOR/HDAC双靶标杂交分子设计、合成及其抗肝癌活性测试。研究发现,MLN0128系列杂交分子DI06具有良好的抗肝癌活性,其针对Hep G2细胞的IC50值为1.61μM,优于母体分子MLN0128(IC50=2.13μM)和SAHA(IC50=2.26μM);靶标水平实验表明,DI06可实现mTOR和HDAC的双重抑制,且为纳摩尔水平抑制剂;进一步细胞实验研究表明,DI06可诱导Hep G2细胞凋亡,并阻滞细胞周期于G0/G1期,且可抑制细胞迁移。此外,DI06具有良好的大鼠肝微粒体稳定性。最后,通过分子对接、ADMET性质预测、Ro5类药评估分析了DI06与mTOR及HDAC的相互作用模式和相关类药性质。