[发明专利]DNA甲基转移酶3A抑制剂及其应用

说明书

本发明公开了DNA甲基转移酶3A抑制剂及其应用，属于医药技术领域。本发明采用计算机辅助药物设计技术结合生物活性实验方法，筛选得到一类呋喃/噻吩并[2,3‑d]嘧啶‑4(3H)‑酮类化合物，结构式如式(Ⅰ)所示。所述化合物具有特异性抑制DNA甲基转移酶3A活性的特点，对多种肿瘤细胞具有显著增殖抑制活性同时对正常细胞几乎无杀伤作用，可将其作为DNMT3A抑制剂应用到因DNMT的表达异常引发的肿瘤治疗当中。本研究发现了活性强、选择性强的全新骨架结构的DNMT3A抑制剂，为抗肿瘤药物研发提供了有潜力的先导化合物。

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体涉及DNA甲基转移酶3A抑制剂及其应用。

背景技术

肿瘤是威胁人类健康的主要疾病之一。研究表明，肿瘤的发生与发展不仅与基因突变和缺失有关，也与表观遗传调控的失衡有关。表观遗传修饰是指在DNA序列不发生改变的情况下，基因表达发生的可遗传的改变，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA的调控作用等。

DNA甲基化通过DNA甲基转移酶(DNMTs)催化，将甲基从S-腺苷甲硫氨酸(SAM)转移至DNA胞嘧啶5位碳原子上。研究发现，DNA甲基化异常与肿瘤的发生与发展密切相关，DNMT的表达异常可引发某些抑癌基因启动子区的高甲基化从而沉默抑癌基因，使得细胞发生癌变，因此DNMT作为抗肿瘤药物研发的重要靶标获得了广泛关注。DNMT抑制剂可以通过逆转肿瘤中异常的DNA甲基化模式而达到治疗肿瘤的目的，具有很好的临床应用前景。

DNMT家族中，DNMT1、DNMT3A和DNMT3B是具有DNA甲基化催化活性的酶，通常认为可按其功能分为维持性DNA甲基转移酶DNMT1和从头甲基化酶DNMT3。维持性DNA甲基转移酶DNMT1主要作用于半甲基化的DNA双链，在DNA复制过程中甲基化新合成的DNA链，负责维持DNA甲基化模式。DNMT3A、DNMT3B是从头甲基化酶，以非甲基化的DNA双链作为底物，主要负责在胚胎早期发育过程中建立起DNA甲基化模式。

目前已报道的DNMT小分子抑制剂通常分为两类：核苷类抑制剂和非核苷类抑制剂。核苷类DNMT抑制剂中的阿扎胞苷(Azacitidine)和地西他滨(Decitabine)已被FDA批准用于急性髓性白血病(AML)和骨髓增生异常综合征(MDS)的治疗，但它们存在诸多问题，如生物利用度差、化学稳定性差、特异性低和明显的毒副作用。核苷类DNMT抑制剂的化学本质都是胞苷类似物，其作用机制是通过在DNA复制过程中取代胞嘧啶，共价结合DNMT后抑制酶活性，因此具有明显毒副作用。后续开发的核苷类抑制剂折布拉林(zebularine)和SGI-110虽然在稳定性上有所提高，其中SGI-110目前正处于临床Ⅲ期研究阶段，但它们仍具有强毒副作用。总之，核苷类抑制剂的作用机制阻碍了它们的临床发展。因此，越来越多的研究集中在非核苷DNMT抑制剂的设计和开发上。早期，研究者们发现一些广泛应用于临床的传统药物如抗高血压药肼屈嗪、局麻药普鲁卡因和抗心律失常药普鲁卡因胺具有抗癌作用，研究发现这些药物具有DNMT抑制活性。天然产物EGCG、nanaomycin A等也被发现可以抑制DNMT的活性。但目前活性较强的抑制剂也只达到个位数微摩尔级别，且存在选择性不明确、在细胞中去甲基化能力较弱等问题。

因此，进一步寻找开发高效低毒、特异性强的DNMT抑制剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供能够靶向抑制DNA甲基转移酶3A的化合物，为抗肿瘤药物的开发提供新的选择。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明采用计算机辅助药物设计技术结合生物活性实验方法，成功发现了一类呋喃/噻吩并[2,3-d]嘧啶-4(3H)-酮类化合物，其结构式如式(Ⅰ)所示，

其中：

X选自O和S中的一种；