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细胞凋亡(Ⅰ型程序性细胞死亡)与细胞自噬(Ⅱ型程序性细胞死亡)是两种最重要的细胞自我消亡机制。细胞凋亡的信号通路受损是肿瘤细胞的标志之一,也是肿瘤细胞具有不死性的原因。研究发现,自噬相关的细胞死亡可以出现在凋亡路径受损的肿瘤细胞中,成为一种后备的细胞死亡方案。因此,诱导肿瘤细胞发生自噬性细胞死亡逐渐成为一个很有前景的肿瘤治疗方案。Bcl-2蛋白家族是细胞自噬和凋亡的双重调控因子。抗凋亡Bcl-2家族蛋白,比如Bcl-2和Bcl-xL蛋白,过量表达在多种肿瘤组织和细胞中,促进肿瘤的发生、发展以及肿瘤耐药性的产生。Bcl-2和Bcl-xL蛋白可以结合并绑定关键的自噬诱导蛋白Beclin 1,从而抑制细胞自噬的发生。因此,本文以Bcl-2/xL-Beclin1复合物为靶点,寻找和开发可以干扰其形成,释放出Bcclin1蛋白,从而激活自噬通路的小分子Bcl-2/xL拮抗剂。为了开发促自噬Bcl-2/xL小分子拮抗剂,本文建立并优化了基于荧光偏振原理的高通量筛选方法。本文选择Bcl-xL蛋白为检测体系中的大分子,Beclin1-20-mer多肽为荧光标记的小分子,从约50000个小分子结构中筛选出58个可以有效抑制Bcl-xL-Beclin 1复合物形成的活性化合物,筛得率为0.12%,系统稳定因子Z’值为0.82 ±0.05。其中,三个吖啶类似物在荧光偏振实验和表面等离子共振实验中均表现出良好的Bcl-xL蛋白亲和力,Ki值分别为0.84 μM、28.04 μ和13.15 μM。它们对前列腺癌细胞PC-3、PC-3a和DU145有微摩尔级的细胞毒性,并且可以激活PC-3和PC-3a的自噬信号通路。本文以三个吖啶化合物为先导化合物,设计和合成了三个系列共41个化合物,并进行了生物活性和作用机理研究。细胞毒性实验表明,化合物7、18、25、29和31可有效抑制前列腺癌细胞生长,化合物35和41可有效抑制胃癌细胞生长,其中化合7与18的IC50值为纳摩尔级。表面等离子共振实验表明这些化合物具有良好的靶点亲和力,其中化合物7是选择性Bcl-xL蛋白拮抗剂,其对Bcl-xL蛋白(KD=6.5μM)的亲和力要强于Bcl-2蛋白(KD=160μM)。化合物29和31是泛Bcl-2拮抗剂(KD=30～50μM)。蛋白免疫印迹实验及荧光实验表明,化合物7、18、25、29、31、35和41可以诱导一种或两种肿瘤细胞发生自噬,其中化合物35还可以诱导胃癌细胞发生凋亡。综上所述,本文研究了若干吖啶类Bcl-2/xL小分子拮抗剂,它们具有强效的细胞毒性、良好的靶点亲和力与自噬诱导活性。这些吖啶类化合物,既是具有开发潜力的抗肿瘤自噬诱导剂,也是具有研究价值的小分子工具,可以有助于进一步了解自噬通路在肿瘤发生发展中的多面作用。