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PI3K是细胞内非常重要的信号传递分子，参与细胞增殖、存活、迁移、代谢、血管新生等众多生理过程。PI3K家族最重要亚型之一p110α在多种肿瘤中高度激活，与肿瘤的发生发展关系密切，因此PI3K既是肿瘤发生发展机制研究的重点领域也是抗肿瘤药物研究和开发的热门靶点。目前数十个针对PI3K信号通路的抑制剂正处于临床研究，已有的数据表明PI3K信号通路抑制剂特别是PI3K泛抑制剂和PI3K、mTOR双重抑制剂通常会影响胰岛素介导的生理活动以及免疫相关反应，因此PI3K亚型选择性抑制剂是未来发展的一个重要方向。同时，临床研究发现PI3K信号通路抑制剂单药应用难以达到良好疗效，需要对PI3K信号通路进行更深入的研究，以发现更有效的靶向PI3K信号通路的抗肿瘤策略。 PI3K亚型选择性抑制剂具有毒副作用小的优势，而p110α又是实体肿瘤中最常发生突变的亚型，因此PI3Kα选择性抑制剂的发现和研究是目前的热点之一。PIK-75是第一个被报道的p110α选择性抑制剂，其对p110α的抑制活性远高于p110β和p110γ。然而，进一步研究发现PIK-75同时靶向除PI3K外的其它靶点，阻碍了其进一步的应用。通过对PIK-75的结构改造，有可能发现选择性且有效的p110α抑制剂。基于PIK-75的结构，我们设计合成了一系列类似物，发现三个新化合物DW09849、DW09855和DW09861在分子水平对PI3Kα具有与PIK-75相当的抑制活性。DW系列化合物在10μM浓度时对检测的多个与肿瘤密切相关的激酶没有明显抑制作用，对PIKK家族成员也没有显著抑制，但是均能完全抑制AKTS473位磷酸化，表明DW系列化合物能够选择性抑制PI3K。其中DW09849在细胞水平上选择性抑制PI3Kα介导的信号转导，分子对接实验表明DW09849与p110α的结合模式与PIK-75不同。虽然DW系列化合物对RH30细胞增殖抑制能力低于PIK-75，DW系列化合物特别是DW09849能在更低的浓度下有效且持续地抑制PI3K/AKT信号通路的活性，进而引起RH30细胞G1期周期阻滞，表明DW09849较之PIK-75能够更特异地靶向PI3K。DW09849选择性地抑制p110αH1047R突变的细胞株RK3E/HR的增殖和克隆形成，并对PI3K突变的乳腺癌细胞表现出更强的增殖抑制活性，这与分子对接实验中DW09849对p110αH1047R具有更高亲和性的结果一致。以上结果表明DW09849较之母体化合物PIK-75是更特异的PI3Kα抑制剂，有望进一步优化成为特异有效的PI3Kα抑制剂。 虽然靶向PI3K的抗肿瘤药物的研究在近10年进展迅速，其临床的成功应用有待于治疗策略的优化和对PI3K在肿瘤发生发展过程中的深入研究。为了进一步研究激活性PI3KαH1047R突变在肿瘤发生发展过程中机制，我们通过建立稳定表达p110αH1047R基因的乳腺上皮细胞MCF-10A/H，研究PI3K持续活化在细胞转化过程中的作用。MCF-10A/H细胞在正常（5％马血清）培养条件或是去血清培养条件下饥饿，pAKTS473和pAKTT308水平显著高于其亲本细胞MCF-10A，表明MCF-10A/H细胞中PI3K信号通路持续高活化并且不依赖于上游生长因子。由于实体肿瘤发生早期处于生长因子和营养缺乏的环境，为了模拟这一环境，我们将MCF-10A/H细胞培养于无血清的培养基中。我们发现MCF-10A/H细胞在饥饿72-96h后，细胞体积变大，细胞生长停滞，周期阻滞，同时SAβ-半乳糖苷酶染色阳性，表明细胞发生衰老。饥饿条件下，MCF-10A/H细胞pAKTS473维持在较高水平，但其下游重要信号分子p4EBPT37/46水平以及pGSK-3β和pFoxO3A水平下降，与PI3K信号通路密切相关的Erk以及调节细胞代谢的重要因子pAMPK的水平均下降。我们发现饥饿的MCF-10A/H细胞中与衰老相关的蛋白p21表达水平上升。MDM2的拮抗剂nutlin-3a能够促进MCF-10A/H细胞在饥饿条件下衰老的发生，表明p53能够促进PI3KαH1047R引发的衰老过程。为探寻是否有其它蛋白参与PI3K激活引起的细胞衰老，我们对比了MCF-10A和MCF-10A/H细胞在正常培养以及饥饿条件下mRNA表达谱，发现膜金属肽链内切酶MME在MCF-10A/H细胞中表达显著升高，在饥饿培养下其表达进一步升高。PI3K抑制剂抑制MCF-10A/H细胞衰老发生的同时，MME的蛋白表达水平下降，表明MME表达受PI3K信号通路的调节。MME蛋白表达量的上升还伴随着翻译后修饰的发生，而且这种修饰不受磷酸酶的影响。初步的蛋白质谱分析发现MME具有乙酰化和甲基化修饰。 综上所述，我们通过结构改造和筛选得到p110α选择性的抑制剂DW09849，DW09849能够选择性抑制PI3K信号通路活性并继而导致细胞G1期阻滞，对PI3Kα突变细胞具有更好的增殖抑制活性，为探讨PI3Kα亚型在肿瘤中的功能提供了有利的工具，也为发现活性更强选择性更高的PI3Kα亚型选择性抑制剂提供了先导化合物。我们发现PI3K信号通路持续活化促使细胞在饥饿培养条件下发生PI3K活性依赖的细胞衰老，首次发现在细胞衰老过程MME表达上调同时被翻译后修饰，为PI3K激活导致的肿瘤发生发展机制提供了新的线索，MME在PI3K介导的细胞衰老过程中的调控以及PI3K在饥饿条件下引发的衰老在肿瘤发生发展过程中的意义有待深入的研究和阐明。