CN111529530B - 一种吡啶并咪唑类STAT3抑制剂在制备延缓或逆转TKIs获得性耐药药物中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吡啶并咪唑类STAT3抑制剂在制备延缓或逆转TKI获得性耐药药物中的应用，所述吡啶并咪唑类STAT3抑制剂为取代吡啶并咪唑类化合物，结构如下所示(包括手性异构体R和S)。本发明的小分子化合物能够延缓或逆转EGFR‑TKIs癌症治疗中获得性耐药的发生，能够对NSCLC患者EGFR‑TKIs获得性耐药发挥抑制作用，从而增强癌症对EGFR‑TKIs的敏感性，克服EGFR‑TKIs容易耐药的缺点，提高EGFR‑TKIs的疗效，具有良好的应用前景。

Description

一种吡啶并咪唑类STAT3抑制剂在制备延缓或逆转TKIs获得 性耐药药物中的应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，更具体地，涉及一种吡啶并咪唑类STAT3抑制剂在制备延缓或逆转TKI获得性耐药药物中的应用。

技术背景

表面生长因子受体(Epidermal growth factor receptor，EGFR)，是一种参与细胞内稳态调节的酪氨酸激酶。与配体结合形成二聚体后，磷酸化的EGFR激活下游信号通路，如PI3K/AKT、STATs、MAPK信号通路，最终促进细胞增殖、迁移和存活，同时也参与了血管生成和肿瘤发生等许多复杂的生理过程。

在非小细胞肺癌中，EGFR突变是一种常见的致癌基因。据统计，约有17％的非小细胞肺癌患者具有EGFR突变，而在中国患者中，这种突变率超过30％。EGFR敏感型突变，主要包括第19位外显子的缺失突变，第18位(G719X)、第20位(S768I)、第21位(L858R)外显子的点突变。目前，对存在EGFR敏感型突变的非小细胞肺癌患者，尤其是局部对局部晚期或转移性的患者而言，治疗首选是使用第一代或第二代EGFR抑制剂。与标准铂类化疗相比，采用一线EGFR抑制剂的患者，在应答率、生活质量、症状和中位无进展生存期等方面都具有显著改善。虽然这种治疗使许多EGFR敏感型突变的患者受益，但几乎所有最初受益的患者最终都会产生获得型耐药(Acquired Resistance,AR)，其中约有50％的AR患者是由EGFR基因第20位外显子T790M产生二次突变引起的。其他如何产生耐药的机制尚不明朗，但已有许多研究来阐明其他的耐药机制。

目前对于表皮生长因子受体-酪氨酸激酶抑制剂(Epidermal growth factorreceptor-tyrosine kinase inhibitors，EGFR-TKIs)获得性耐药机制主要分为以下几个类型：1.EGFR二次突变，在获得性耐药中约有50％是由EGFR T790M突变产生的；2.下游信号通路异常激活，如PI3K/AKT信号通路异常活化；3.旁路激活，如MET基因的扩增，MAPK的扩增；4.表型转化，在组织学上表现出从非小细胞肺癌转化为小细胞肺癌。

信号转导与转录激活因子3(Signal Transducer and Activator ofTranscription 3，STAT3)是一种重要的核转录因子。研究表明，STAT3及其介导的信号转导通路除了在肺癌尤其非小细胞肺癌的发生、发展以及浸润转移中发挥着重要的作用，还与EGFR-TKIs耐药有关。获得性EGFR-TKIs耐药的患者，他们的STAT3磷酸化表达较高，生存期较短，预后较差。

发明内容

本发明的目的在于提供取代吡啶并咪唑类化合物，同时提供所述化合物在制备延缓或逆转TKI获得性耐药药物中的应用。本发明提出一种取代吡啶并咪唑类化合物(包括手性异构体R和S)，或药学上可接受的盐在制备治疗癌症的药物中的应用，所述取代吡啶并咪唑类化合物用于抑制EGFR-TKIs获得性耐药的胞癌症的增殖、生长、转移、侵袭、浸润以及克隆形成等。

本发明发现了一种新型STAT3抑制剂与EGFR抑制剂联用，能够延缓或逆转EGFR-TKIs癌症治疗中不可避免的获得性耐药，并阐明其作用机制，为后续解决耐药奠定基础，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种吡啶并咪唑类STAT3抑制剂在制备延缓或逆转TKI获得性耐药药物中的应用，所述吡啶并咪唑类STAT3抑制剂为取代吡啶并咪唑类化合物，结构式为如下结构式中任意一项：

作为一种优选的方案，所述取代吡啶并咪唑类化合物是在延缓或逆转癌症治疗中EGFR-TKIs获得性耐药的药物中的应用。

作为一种优选的方案，所述取代吡啶并咪唑类化合物是在制备提升常规EGFR抑制剂治疗敏感性的药物中的应用。

常规EGFR抑制剂包括厄洛替尼(Erlotinib)、阿法替尼(Afatinib)、吉非替尼(Gifitinib)、奥希替尼(Osimertinib)，或其他可抑制EGFR所参与的信号通路，进而阻止肿瘤细胞的活动的物质。

本发明所述化合物可特异性靶向STAT3蛋白。上述EGFR-TKIs获得性耐药包括旁路激活耐药；其中，STAT3过活化为旁路激活耐药机制之一。所述取代吡啶并咪唑类化合物抑制STAT3活性蛋白即pSTAT3(Y705)高表达癌症的增殖、增强EGFR-TKIs耐药癌症对EGFR-TKIs的敏感性、协同EGFR-TKIs抑制癌症细胞的生长、协同EGFR-TKIs抑制癌症细胞的克隆形成、联合EGFR-TKIs抑制耐药癌症细胞的侵袭、联合EGFR-TKIs促进耐药癌症细胞的凋亡。

作为一种优选的方案，所述药物包括药学上可接受的盐、药学上可接受的溶剂合物或药学上可接受的载体。

作为一种优选的方案，所述药物的剂型为注射剂、片剂、丸剂、胶囊剂、悬浮剂或乳剂。

本发明同时保护一种取代吡啶并咪唑类化合物，所述化合物结构式为以下结构中任意一项：

本发明同时保护一种STAT3抑制剂，包括所述取代吡啶并咪唑类化合物。

本发明还保护一种药物组合物，包括所述取代吡啶并咪唑类化合物、药学上可接受的盐、药学上可接受的溶剂合物或药学上可接受的载体。

术语“药学上可接受的”是指某载体、运载物、稀释剂、辅料，和/或所形成的盐通常在化学上或物理上与构成某药物剂型的其它成分相兼容，并在生理上与受体相兼容。

术语“盐”、“可接受的盐”和“可药用的盐”是指上述化合物或其立体异构体，与无机和/或有机酸和碱形成的酸式和/或碱式盐，也包括两性离子盐(内盐)，还包括季铵盐，例如烷基铵盐。这些盐可以是在化合物的最后分离和纯化中直接得到。也可以是通过将上述化合物，或其立体异构体，与一定数量的酸或碱适当(例如等当量)进行混合而得到。这些盐可能在溶液中形成沉淀而以过滤方法收集，或在溶剂蒸发后回收而得到，或在水介质中反应后冷冻干燥制得。

本发明实施例应用中，所述化合物W2014S小分子化合物能够与Gefitinib联用抑制EGFR-TKIs耐药的癌症细胞的生长。

本发明应用中，所述化合物W2014S小分子化合物能够与Gefitinib联用抑制EGFR-TKIs耐药的癌症细胞的克隆形成。

本发明应用中，所述化合物W2014S小分子化合物能够与Gefitinib联用抑制EGFR-TKIs耐药的癌症细胞的侵袭、浸润能力。

本发明应用中，所述化合物W2014S小分子化合物能够与Gefitinib联用促进EGFR-TKIs耐药的癌症细胞的细胞凋亡。

本发明应用中，所述化合物W2014S小分子化合物能够与Gefitinib联用抑制p-STAT3(Y705)和p-EGFR(Y1068)的表达。

本发明应用中，所述化合物W2014S小分子化合物与Gefitinib联用能够在裸鼠皮下细胞移植瘤模型中抑制EGFR-TKIs耐药癌症的生长。

本发明中的化合物W2014S小分子化合物与EGFR抑制剂联用能够延缓或逆转EGFR-TKIs获得性耐药的发生，从而增强患者对EGFR-TKIs的敏感性。

与现有技术相比，本发明具有以下特点及有益效果：

本发明公开了取代吡啶并咪唑类化合物在制备延缓或逆转EGFR-TKIs获得性耐药的药物中的应用。本发明的小分子化合物能够延缓或逆转EGFR-TKIs癌症治疗中获得性耐药的发生，能够对NSCLC患者EGFR-TKIs获得性耐药发挥抑制作用，从而增强癌症对EGFR-TKIs的敏感性，克服EGFR-TKIs容易耐药的缺点，提高EGFR-TKIs的疗效，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是W2014对肺癌细胞活力抑制作用。图(1A)表示W2014在不同肺癌细胞中的IC₅₀值；图(1B)表示W2014随着浓度增加，不同肺癌细胞的克隆形成图；图(1C)表示W2014随着浓度增加，不同肺癌细胞的克隆形成的统计图；图(1D)表示W2014随着浓度增加，不同肺癌细胞的细胞侵袭图；图(1E)表示W2014随着浓度增加，不同肺癌细胞的细胞侵袭统计图。

图2表示W2014-S与W2014-R对STAT3活性差异。图(2A)表示W2014-S与W2014-R和STAT3分子模拟对接图；图(2B)表示W2014-S与W2014-R分别和STAT3的SPR结果；图(2C)表示W2014S与W2014R随着浓度增加对肺癌细胞活力的影响；图(2D)表示W2014S与W2014R随着浓度增加，不同肺癌细胞的克隆形成图。

图3所示W2014S提高Gefitinib耐药细胞株对Gefitinib的敏感性。图(3A)表示肺癌细胞PC-9对Gefitinib敏感性；图(3B)表示耐药型肺癌细胞PC-9/GR对Gefitinib敏感性；图(3C)表示Gefitinib有无时W2014S对PC-9/GR细胞活力的影响；图(3D)表示W2014S有无时Gefitinib对PC-9/GR细胞活力的影响。

图4所示W2014S与Gefitinib联合用药对耐药细胞活力和侵袭能力的影响。图(4A)表示式(I)W2014S与Gefitinib可以发挥协同作用抑制耐药细胞的克隆形成；图(4B)表示式(I)W2014S与Gefitinib可以发挥协同作用抑制耐药细胞克隆形成统计图；图(4C)表示式(I)W2014S与Gefitinib联合用药抑制耐药细胞侵袭能力；图(4D)表示式(I)W2014S与Gefitinib联合用药抑制耐药细胞侵袭统计图。

图5所示为式(I)W2014S与Gefitinib联合诱导耐药肺癌细胞凋亡。图(5A)表示式(I)W2014S和Gefitinib联合给药，耐药肺癌细胞的流式细胞凋亡图；图(5B)表示式(I)W2014S和Gefitinib联合给药，耐药肺癌细胞的凋亡统计图。

图6所示为STAT3在Gefitinib耐药中的作用。图(6A)表示敲低STAT3基因抑制PC-9/GR耐药细胞的生长；图(6B)表示敲低STAT3增强PC-9/GR细胞对Gefitinib的敏感性；图(6C)表示PC-9和PC-9/GR细胞蛋白中STAT3和EGFR蛋白表达；图(6D)表示W2014S和Gefitinib联合给药对PC-9/GR细胞蛋白表达的影响。

图7所示为化合物W2014S与Gefitinib联合用药在裸鼠细胞荷瘤模型中抑制肿瘤生长。图(7A)表示各组裸鼠给药21天期间裸鼠的肿瘤体积统计图；图(7B)表示各组裸鼠给药21天后处死小鼠，取材得的皮下肺癌肿瘤图；图(7C)表示各组裸鼠给药21天后处死小鼠，取材得的皮下肺癌肿瘤重量统计图；图(7D)表示各组裸鼠给药21天期间裸鼠的体重统计图。

图8所示为化合物W2014S与Gefitinib联合用药在裸鼠细胞荷瘤模型中蛋白表达变化。图(8A)表示各组裸鼠给药21天后处死小鼠，取材得的皮下肺癌肿瘤HE染色结果；图(8B)表示各组裸鼠给药21天后处死小鼠，取材得的皮下肺癌肿瘤中p-STAT3(Y705)和p-EGFR(Y1068)的表达；图(8C)表示各组裸鼠给药21天后处死小鼠，取材得的皮下肺癌肿瘤染p-STAT3(Y705)、p-EGFR(Y1068)和Ki-67的免疫组化图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

除特殊说明，本实施例、实验例中所用的设备均为常规实验设备，所用的材料、试剂无特殊说明均为市售得到，无特殊说明的实验方法也为常规实验方法。

实施例1

W2014的制备

称取化合物1、铁粉(3当量)和氯化铵(4当量)溶于20ml乙醇中，80℃加热，反应完全后冷却至室温，反应液通过硅藻土过滤并用适量乙酸乙酯冲洗硅藻土，有机相用无水硫酸钠干燥，旋干后得紫色固体化合物2，产率78％，¹H NMR(500MHz，CDCl₃)δ6.85(d，J＝7.8Hz，1H)，6.60(d，J＝7.8Hz，1H)，4.45(s，2H)，3.28(s，2H).ESI-MS:145.0[M+H]+；

称取化合物3、对羟基苯甲醛(1.1当量)、碳酸钾(2当量)溶于40ml乙腈中，室温搅拌过夜反应，反应完全后过滤，有机相旋干柱层析纯化得到化合物4，产率90％，¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ9.84(s，1H)，7.80–7.73(m，2H)，7.41–7.34(m，4H)，7.32–7.28(m，1H)，6.99(d，J＝8.7Hz，2H)，5.44(q，J＝6.4Hz，1H)，1.70(d，J＝6.4Hz，3H).ESI-MS:227.2[M+H]+；

称取中间体化合物2、化合物4(1.1当量)溶于10ml甲醇，90℃加热30分钟，冷却后旋干有机相加入碘苯二乙酸(1当量)溶于10ml四氢呋喃，室温搅拌过夜反应，旋干有机相柱层析得到化合物5的粗产物，产率53％，¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ11.90(s，1H)，8.05–7.70(m，3H)，7.36(d，J＝7.6Hz，4H)，7.28(s，1H)，7.05(s，1H)，6.87(t，J＝40.5Hz，2H)，5.39(d，J＝6.1Hz，1H)，1.68(d，J＝5.8Hz，3H).ESI-MS:350.8[M+H]+；

称取中间体化合物5、硼酸酯(2当量)、催化剂(0.1当量)、碳酸钠(2当量)溶于12ml的二氧六环和4ml水的混合溶剂，氮气保护，100℃加热过夜反应，旋干有机相柱层析纯化得到化合物W2014，产率71％，¹H NMR(400MHz，DMSO)δ13.34(s，1H)，12.89(s，1H)，8.08(d，J＝8.2Hz，3H)，7.94(d，J＝8.1Hz，1H)，7.45(d，J＝7.6Hz，4H)，7.36(t，J＝7.5Hz，3H)，7.27(t，J＝7.2Hz，1H)，7.07(d，J＝7.9Hz，3H)，6.64(s，1H)，5.64(d，J＝6.3Hz，1H)，4.07(s，3H)，3.57(t，J＝5.3Hz，3H)，2.65(s，3H),1.59(d，J＝6.2Hz，4H)，1.44(s，9H)；¹³C NMR(126MHz，DMSO)δ159.72，154.43，153.08，151.16，149.34，143.09,135.48，135.32,129.04,128.55,128.01，126.40,126.19,122.61,116.59,114.36,79.32,75.37,28.59,26.24,24.55。

实施例2：W2014R的制备

称取三苯基膦(1.8当量)溶于80毫升四氢呋喃中，氮气保护，在冰浴条件下，将DIAD(1.8当量)缓慢加入反应中，20分钟后，保持冰浴条件，先后将化合物6(1当量)和对羟基苯甲醛(1当量)溶于20毫升四氢呋喃后分别加入反应中，室温搅拌反应，10小时后反应完全，旋干浓缩有机相，通过柱色谱法纯化残余物得到化合物7，产率为44％，¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ9.84(s,1H),7.78–7.74(m,2H),7.39–7.36(m,4H),7.32–7.28(m,1H),6.99(d,J＝8.7Hz,2H),5.44(q,J＝6.4Hz,1H),1.70(d,J＝6.4Hz,3H).ESI-MS:227.2[M+H]+；

称取中间体化合物2、化合物7(1.1当量)溶于10ml甲醇，90℃加热30分钟，冷却后旋干有机相加入碘苯二乙酸(1当量)溶于10ml四氢呋喃，室温搅拌过夜反应，旋干有机相柱层析得到化合物8的粗产物，产率58％，¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ11.90(s,1H),8.05–7.69(m,3H),7.35(d,J＝7.6Hz,4H),7.28(s,1H),7.06(s,1H),6.87(t，J＝40.5Hz,2H),5.39(d,J＝6.1Hz,1H),1.67(d,J＝5.8Hz,3H).ESI-MS:350.8[M+H]+；

称取中间体化合物8、硼酸酯(2当量)、催化剂(0.1当量)、碳酸钠(2当量)溶于12ml的二氧六环和4ml水的混合溶剂，氮气保护，100℃加热过夜反应，旋干有机相柱层析纯化得到化合物W2014R，产率67％，¹H NMR(500MHz,DMSO)δ8.07(d,J＝7.8Hz,2H),7.92(s,1H),7.44(d,J＝7.4Hz,3H),7.36(t,J＝7.1Hz，2H),7.27(t,J＝7.0Hz,1H),7.07(d,J＝6.1Hz,2H),5.63(d,J＝5.8Hz,1H)，4.07(s,2H),3.57(s,2H),2.65(s，2H)，1.59(d,J＝5.7Hz,3H),1.44(s,9H)；¹³C NMR(126MHz,DMSO)δ159.75,154.44,143.08,129.04,128.59,128.00,126.18,122.61，116.59，114.35,79.31,75.38,28.59,26.20,24.53.；ESI-MS:497.0[M+H]+。

实施例3：W2014S的制备

称取三苯基膦(1.8当量)溶于80毫升四氢呋喃中，氮气保护，在冰浴条件下，将DIAD(1.8当量)缓慢加入反应中，20分钟后，保持冰浴条件，先后将化合物9(1当量)和对羟基苯甲醛(1当量)溶于20毫升四氢呋喃后分别加入反应中，室温搅拌反应，10小时后反应完全，旋干浓缩有机相，通过柱色谱法纯化残余物得到化合物10，产率为48％，¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ9.84(s，1H),7.79–7.74(m，2H),7.40–7.35(m,4H),7.32–7.28(m,1H)，6.99(d,J＝8.7Hz,2H),5.44(q,J＝6.4Hz,1H),1.70(d,J＝6.4Hz,3H).ESI-MS:227.2[M+H]+；

称取中间体化合物2、化合物10(1.1当量)溶于10ml甲醇，90℃加热30分钟，冷却后旋干有机相加入碘苯二乙酸(1当量)溶于10ml四氢呋喃，室温搅拌过夜反应，旋干有机相柱层析得到化合物11的粗产物，产率50％，¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ11.91(s,1H),8.06–7.70(m,3H),7.38(d,J＝7.6Hz,4H),7.29(s,1H),7.05(s,1H),6.87(t,J＝40.5Hz,2H),5.40(d,J＝6.1Hz,1H),1.69(d,J＝5.8Hz,3H).ESI-MS:350.8[M+H]+；

称取中间体化合物11、硼酸酯(2当量)、催化剂(0.1当量)、碳酸钠(2当量)溶于12ml的二氧六环和4ml水的混合溶剂，氮气保护，100℃加热过夜反应，旋干有机相柱层析纯化得到化合物W2014S，产率61％，¹H NMR(500MHz，DMSO)δ8.07(d,J＝8.1Hz,2H),7.90(d,J＝5.2Hz,1H),7.44(d,J＝7.8Hz,3H),7.36(t,J＝7.3Hz,2H),7.26(t,J＝7.2Hz,1H),7.07(d,J＝8.1Hz,2H),6.63(s,1H)，5.63(d,J＝6.2Hz,1H)，4.06(s，2H)，3.57(s,2H)，2.65(s，2H),1.58(d，J＝6.0Hz,3H),1.43(s,9H).¹³C NMR(126MHz,DMSO)δ159.75,154.44,151.28,143.08,135.60,129.04，128.60,128.00，126.18,122.59,116.59，114.29,79.31,75.39,62.50,28.59,26.20,25.95,24.52。

实施例4：W2014对肺癌细胞活力抑制作用

技术方法

(1)细胞培养

本发明中所用的A549、H460、PC-9细胞培养于含有10％胎牛血清与1％双抗青霉素与链霉素)的RPIM-1640培养基中，PC-9/GR耐药细胞培养于含有10％胎牛血清与800ng/mLGefitinib的RPIM-1640培养基中，并且培养于37℃下，含5％CO₂的细胞培养箱中。

(2)CCK8法测定细胞活力

CCK8法是一种通过细胞吸光度间接测定活细胞数量的方法。

1)消化细胞，计数，以3000个/100μL细胞悬液接种于96孔板中，细胞培养箱中静置培养24h；

2)待细胞贴壁后，每孔加入50μL用培养基稀释的化合物，静置培养72h；

3)避光操作，每孔加入10μL体积的Bimake Cell Counting Kit-8(CCK-8)检测试剂，37℃培养箱中静置培养1-4小时；

4)当颜色变为橙色时，取出96孔板，震荡5min，保证孔内颜色均一，再用吹风机吹去孔内气泡；

5)用酶标仪读取450nm光吸收值，使对照组OD值在0.8-1.5之间，若OD值未到0.8，则在培养箱中继续放置；

6)细胞活力计算：

细胞活力*(％)＝[A(药物+)-A(空白)]/[A(药物-)-A(空白)]×100％

A(药物+)：具有细胞、CCK-8溶液和药物溶液的孔的吸光度；

A(药物-)：具有细胞、CCK-8溶液而没有药物溶液的孔的吸光度；

A(空白)：具有培养基和CCK-8溶液而没有细胞的孔的吸光度；

*细胞活力：细胞增殖活力或细胞毒性活力。

(3)平板克隆实验

1)将细胞消化并计数，以每孔5×10²个细胞均匀接种于六孔板中；

2)静置培养24小时，待细胞贴壁后，依次加入含有不同浓度化合物的完全培养基中；

3)每隔三天更换一次完全培养基保证细胞生长；

4)培养8-12天后，至肉眼可见六孔板内有白色细胞克隆团，去掉培养基，用常温PBS清洗一次；

5)再加入常温4％多聚甲醛，室温固定细胞15分钟；

6)吸去固定液，用PBS清洗一次，避光加入结晶紫染料，避光染色30min；

7)用水洗去多余染料，室温干燥后；

8)扫描平板，计算每孔中细胞克隆形成数量。

(4)Transwell小室细胞侵袭实验

1)将细胞消化并计数，将细胞悬液以(3-5)×10⁵个/孔(300μL)接种于Transwell小室的上室中，静置培养12-24小时；

2)待细胞贴壁后，将上室的培养基换成含有不同浓度化合物的空白培养基，下层更换为500μL完全培养基；

3)继续在培养箱中培养12-24h后，取出小室用4％多聚甲醛固定15min；

4)用棉签轻轻刮去上层细胞(未侵袭的细胞)；

5)PBS清洗两次后，用结晶紫避光染色30min；

6)PBS清洗两次，将未染色的结晶紫洗去，室温干燥后在十倍显微镜下进行观察，拍照，再进行计数统计。

实验结果如图1所示，图(1A)显示W2014在不同的肺癌细胞中的IC₅₀值，在A549、H460中的IC50分别为1.251μM和1.152μM；图(1B)显示W2014能够抑制肺癌细胞克隆形成，图(1C)统计结果显示，W2014能够剂量依赖性地抑制肺癌的克隆形成；图(1D)显示W2014能够抑制肺癌细胞的侵袭能力，图(1E)统计结果显示，随着浓度升高，细胞侵袭能力被抑制得更明显。

实施例5：W2014-S与W2014-R与STAT3的相互作用及其抗癌效果

技术方法

(1)分子对接实验

利用Maestro 11.1软件(

Inc.)将小分子3D结构与STAT3的ApY*LK位点(STAT3二聚体与DNA结合的位点)进行分子模拟对接。

分别利用

Protein Preparation Wizard和

LigPrep绘制用于对接的蛋白结构和小分子结构。利用

Receptor Grid Generation生成STAT3 SH2结构域的受体盒。利用

Ligand Docking进行蛋白质结构与配体的对接，对接过程中，STAT3蛋白为刚性，小分子为柔性。以XP值作为参考用的对接参数，用

Protein Surface Analyzer分析基于电负性的蛋白质结构。

(2)SPR表面等离子共振技术

将蛋白冰上融解后低温超滤，使之不含甘油和咪唑。用PBS缓冲液配成100μg/mL浓度，通过氨基偶联方式锚定到CM5芯片上。W2014-S和W2014-R分别溶于经0.22μm滤膜过滤后的PBS缓冲液中，配制成20μM母液，用含有0.1％DMSO的SPR缓冲液倍半稀释，得到10μM,5μM,2.5μM,1.25μM,0.625μM和0.3175μM的稀释液。将不同浓度的化合物由低到高依次通过芯片，获得响应信号。通过Biacore Insight评价软件计算动力学和亲和度，确定结合亲和度(K_D)。

(3)CCK8法测定细胞活力方法同上。

(4)平板克隆实验方法同上。

实验结果如图2所示，利用分子对接软件Maestro 11.1软件(

Inc.)将STAT3蛋白分别与W2014-S或W2014-R进行对接，并且利用打分函数打分,结果如图(2A)所示，W2014-S和W2014-R均与STAT3 SH2结构域存在相互作用，并且得到两个化合物的XPScore打分值，分别为-2.568和-2.165，即W2014-S更优。如图(2B)所示，利用Biacore 8K分别检测了W2014-S、W2014-R与野生型STAT3的亲和力大小，W2014-S、W2014-R与野生型STAT3的K_D值分别为3.64与3.39μM，两者没有显著性差异，说明W2014-S/R对STAT3的亲和力相近。图(2C)为肺癌细胞A549分别在W2014-S、W2014-R不同浓度处理下的IC50结果，结果可见，W2014-S在A549中的IC₅₀更低，对肺癌细胞增殖的抑制能力更强；图(2D)在不同浓度下的W2014-S、W2014-R对肺癌细胞A549、PC-9的细胞克隆形成能力的影响，在相同浓度下，相比于W2014-R，W2014-S可以更显著地抑制A549和PC-9细胞克隆的形成。

实施例6：W2014S提高Gefitinib耐药细胞株对Gefitinib的敏感性

技术方法

(1)细胞培养方法同上；

(2)CCK8法测定细胞活力方法同上。

结果如图3所示，图(3A)与(3B)显示PC-9与PC-9/GR细胞对Gefitinib敏感性不同，PC-9的IC₅₀为0.032μM，PC-9/GR的IC₅₀为6.547μM；图(3C)与(3D)显示与STAT3抑制剂式(I)W2014S联用后，PC-9/GR对Gefitinib敏感性增加，说明W2014S能够提高Gefitinib耐药细胞株对Gefitinib的敏感性，并且抑制耐药细胞株的生长。

实施例7：W2014S联合Gefitinib抑制EGFR-TKIs耐药肺癌细胞侵袭和活力。

技术方法

(1)平板克隆实验方法同上。

(2)Transwell小室细胞侵袭实验方法同上。

实验结果如图4所示，图(4A)与(4B)显示式(I)W2014S与Gefitinib联合用药能够更显著地抑制PC-9/GR细胞克隆形成。图(4C)为单用W2014S或Gefitinib，联用W2014S和Gefitinib后细胞侵袭结果，图(4D)为侵袭结果的统计图，结果说明单用W2014S或Gefitinib均可抑制细胞侵袭，联用W2014S和Gefitinib能够更显著地抑制PC-9/GR耐药细胞的侵袭能力。

实施例8：W2014-S联合Gefitinib可诱导EGFR-TKIs耐药肺癌细胞凋亡。

技术方法

(1)流式检测细胞凋亡实验

用标记了FITC的Annexin V作为荧光探针，利用流式细胞仪或荧光显微镜可检测细胞凋亡的发生。细胞坏死的过程中也会发生细胞膜损伤，坏死的细胞会结合Annexin V-FITC。正常细胞和早期凋亡细胞的细胞膜是完整的，Propidium iodide(PI)是一种核酸染料，它不能透过完整的细胞膜，但在凋亡中晚期的细胞和坏死细胞，PI能够透过细胞膜与细胞核结合呈现红色。将Annexin V与PI匹配使用，可以将凋亡早期的细胞和晚期的细胞以及死细胞区分开来。坏死细胞可以同时与Annexin V-FITC和PI结合显色，而PI则被排除在活细胞(FITC阴性)和早期凋亡细胞(FITC阳性)之外。在没有巨噬细胞的情况下，凋亡的最后阶段会像细胞坏死一样发生整个细胞的解体，从而使凋亡晚期的细胞也同时被FITC和PI结合染色呈现双阳性。

将肿瘤细胞消化并重悬，以每孔2×10⁵个细胞接种到六孔板中，静置培养24h后，加入不同浓度化合物处理72h。用不含EDTA的胰酶消化细胞，将细胞沉淀用冷PBS重悬洗两次，最后加入400μL 1×Annexin V重悬细胞，向每个样品中加入5μL Annexin V-FITC染料，混匀，冰上避光静置15min，再向每个样品中加入10μL PI染料，混匀，冰上避光静置5min，使用流式细胞仪检测，用FlowJo 7.6分析处理数据。

实验结果如图5所示，W2014S与Gefitinib联合使用后能够促进PC-9/GR细胞凋亡。

实施例9：STAT3信号通路在Gefitinib耐药中的机制和作用

技术方法

(1)siRNA干扰实验

1)将PC-9/GR细胞以4×10⁶个/2mL的密度接种于六孔板中，接种18-24h后进行转染；

2)将siRNA配制为20μM的母液，提前37℃水浴加热Opti-MEM培养基，准备A、B两种混合溶液于无菌离心管管中(以下为每一孔的用量)：

A：3μL DharmaFECT+97μL Opti-MEM培养基

B：2μL siRNA+98μL Opti-MEN培养基

A和B溶液分开，轻轻混匀，静置5min；

3)将A溶液加入B溶液中，两种溶液轻轻混匀，室温静置20min；

4)吸去六孔板内原有培养基，加入600μL Opti-MEN培养基轻轻晃动清洗，吸去，再向每孔加入800μL Opti-MEM培养基；

5)垂直握持移液枪，多区域多点式滴入200μL AB混合溶液，保证孔内均匀，水平轻晃混匀；

6)4-6h后换液，继续后续实验；

7)培养3天及5天时细胞计数。

(2)CCK8法测定细胞活力方法同上；

(3)蛋白免疫印迹法(Western Blot)

细胞经不同浓度化合物处理24h后，吸去培养基，加入含有蛋白酶抑制剂和磷酸酶抑制剂的细胞裂解液RIPA裂解细胞，在水平摇床上摇晃裂解15min后，将裂解液在15000rpm，4℃条件下离心15min，取上清定量，加入5×loading buffer，煮沸变性。然后用聚丙烯酰胺凝胶SDS-PAGE电泳分离蛋白样品，再转移至PVDF膜上，经5％脱脂牛奶封闭1h后，分别用pY705-STAT3、STAT3、pY1068-EGFR、EGFR、β-Actin的一抗在4℃下孵育过夜，再分别用兔二抗、鼠二抗室温孵育1h，最后用Tanon显影仪检测蛋白的表达水平。

实验结果如图6所示，图(6A)显示肺癌耐药细胞PC-9/GR敲低STAT3后，会抑制细胞存活；图(6B)显示STAT3敲低的PC-9/GR细胞和未敲低的PC-9/GR细胞加入不同浓度的吉非替尼，处理24h后的细胞活力，结果可见，与对照组相比，敲低STAT3后细胞对吉非替尼的敏感性显著增强。图(6C)显示，与吉非替尼敏感的细胞相比，PC-9/GR细胞中STAT3(Y705)磷酸化程度升高，并且STAT3总蛋白含量也升高，而Y1068-EGFR磷酸化程度降低，总EGFR蛋白水平升高，说明吉非替尼耐药会引起STAT3活化程度加剧，EGFR也会代偿性升高。图(6D)显示，PC-9/GR细胞单用或联用W2014S和Gefitinib，处理24h后检测STAT3和EGFR磷酸化的表达变化。结果可见，单用Gefitinib会促进STAT3磷酸化表达，单用W2014S抑制EGFR磷酸化表达，联用W2014S和Gefitinib能够同时抑制STAT3和EGFR的磷酸化表达。

实施例10：W2014-S联合Gefitinib可抑制EGFR-TKIs耐药肺癌肿瘤生长。

技术方法

(1)裸鼠皮下荷瘤试验

将PC-9/GR细胞消化计数，将PBS与Matri Gel以1：1混合，重悬细胞，得到4×10⁶个/100μL的细胞悬液，置于冰上。在免疫缺陷的裸鼠背两侧皮下部位各注射100μL细胞悬液，待皮下肿瘤体积约为100mm³时，随机分为四组。对照组每天腹腔注射含20％蓖麻油的PBS溶剂，单用W2014-S组每天腹腔给药10mg/kg剂量，单用Gefitinib组隔天灌胃给药20mg/kg剂量，W2014S和Gefitinib联合给药组与单药组同剂量相同给药方式及时间，隔天称重并量取肿瘤体积。连续给药三周后，处死小鼠并取肿瘤，称重拍照。

实验结果如图7所示，图(7A)显示式(I)W2014S或Gefitinib单用组均能够抑制裸鼠肿瘤的生长，式(I)W2014S和Gefitinib联合用药组相对单药组仍能够更显著地抑制裸鼠肿瘤的生长；图(7B)显示给药21天后肿瘤最终的体积大小，联合用药组的肿瘤体积明显小于其他组；图(7C)显示肿瘤重量统计图，说明式(I)W2014S和Gefitinib联用组能够显著抑制肿瘤重量；图(7D)显示给药期间裸鼠的体重变化，说明式(I)W2014S与Gefitinib联用对裸鼠的体重没有影响。

实施例11：W2014-S联合Gefitinib对EGFR-TKIs耐药肺癌肿瘤组织中关键信号分子的影响。

技术方法

(1)免疫组化实验(IHC)

将分离出来的肿瘤用4％的多聚甲醛固定、脱水、石蜡包埋、切片后，再经脱蜡、抗原修复、去除过氧化氢酶、封闭抗原位点、孵Ki67、p-STAT3或p-EGFR一抗、二抗、显色、苏木精染色、脱水封片后，在20×显微镜下观察并拍照，检测各组肿瘤p-STAT3、p-EGFR、Ki67的表达量。

(2)蛋白免疫印迹方法同上；

(3)HE染色

将各组小鼠的肿瘤取出，用4％多聚甲醛固定、脱水、石蜡包埋、切片、苏木精伊红染色、脱水封片后，在倒置显微镜下观察并拍照，检测W2014-S对内脏的影响。

实验结果如图8所示，图(8A)显示式(I)W2014S与Gefitinib联用对肿瘤组织的影响，与对照组相比，式(I)W2014S与Gefitinib联合用药组中，肿瘤组织间隙明显增大，细胞排列紊乱；图(8B)为肿瘤组织中关键信号分子蛋白的表达水平，式(I)W2014S与Gefitinib联合用药能够降低EGFR-TKIs肺癌中pY705-STAT3和pY1068-EGFR的表达，但对STAT3和EGFR总蛋白的表达量没有抑制作用。图(8C)示裸鼠肿瘤的IHC图，目的蛋白表达越高，棕色点越多，可见对照组中棕色点最多，随着剂量升高，棕色点减少，说明式(I)W2014S和Gefitinib联合用药组能够下调耐药肿瘤中pY705-STAT3和pY1068-EGFR的表达；Ki-67是细胞增殖的标志物，表达量随着肺癌恶性程度的增加而升高，图中显示对照组中Ki-67表达量最高，联合给药处理后Ki-67表达量下降，说明式(I)W2014S和Gefitinib联合可以抑制肺癌的恶性增殖。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种药物组合物，其特征在于，包括所述取代吡啶并咪唑类化合物与吉非替尼联用；所述取代吡啶并咪唑类化合物结构式为以下结构中任意一项：

。

2.权利要求1所述药物组合物在制备延缓或逆转癌症治疗中EGFR-TKIs获得性耐药的药物中的应用，其特征在于，所述癌症为肺癌，所述EGFR-TKIs为吉非替尼。

3.根据权利要求2所述应用，其特征在于，所述药物还包括药学上可接受的盐或药学上可接受的载体。

4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述取代吡啶并咪唑类化合物用于提升吉非替尼治疗敏感性。

5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述药物的剂型为注射剂、片剂、丸剂、胶囊剂、悬浮剂或乳剂。

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