EP4受体是前列腺素E2（PGE2）的下游受体,属于G蛋白偶联受体（GPCR）超家族。越来越多的研究表明,PGE2/EP4信号通路在多种实体瘤中处于持续活化状态,通过引发促瘤的慢性炎症抑制肿瘤微环境中先天性和获得性抗肿瘤免疫反应,在肿瘤发生发展、免疫逃逸以及免疫耐药过程中发挥着重要作用。利用EP4受体拮抗剂特异性阻断PGE2/EP4信号通路被证实能解除PGE2介导的免疫抑制效应,增强机体自身的抗肿瘤免疫反应。现有的EP4受体拮抗剂在结构上大体可以分为两类:含磺酰胺或磺酰脲片段的第一代EP4受体拮抗剂和含酰胺甲基苯甲酸及相关骨架的第二代EP4受体拮抗剂。为提高化合物的成药性,我们将目光投向文献报道的具有更好类药性质的二代EP4受体拮抗剂。课题设计之初,我们全面考察了现有二代EP4受体拮抗剂的结构类型,并总结出它们的基本药效团模型,主要包括三个部分:核心骨架,含苯甲酸支链和疏水性侧链。本论文采用生物电子等排体和骨架跃迁等策略对核心骨架进行合理设计,成功筛选到含三氮唑和四氢吡喃并噻吩骨架的苗头化合物。随后对上述苗头化合物进行了全面的结构改造和药理学活性评价,最终得到两类高活性、高选择性且具有良好成药性质的新型EP4受体拮抗剂。通过对三氮唑系列化合物进行构效关系分析,我们发现几个重要规律:首先,在三氮唑的1号位连接疏水性基团有利于改善化合物活性;其次,采用单晶衍射和HMBC进行构型鉴定,确定1,5-异构体为此类化合物的优势构型;更重要的是,我们全面揭示了三氮唑4号位不同取代基对抑制活性的影响,当该位置取代基与三氮唑共轭时有利于提高抑制活性。经过钙流实验和c AMP实验评价,发现化合物10m对EP4受体的抑制活性分别为6.1 n M和18.7 n M,对EP1-3受体的抑制活性均大于10μM;进一步小鼠药代动力学评估显示,该化合物具有良好的口服生物利用度（48.0%）和适中的半衰期（4.7小时）。因此我们挑选10m为先导化合物,对其进行CT26荷瘤小鼠的抗肿瘤评价,结果显示该化合物能显著抑制肿瘤生长且优于阳性化合物E7046,进一步实验结果表明该化合物抗肿瘤活性与其增加瘤内CD8+T细胞浸润增强抗肿瘤免疫作用有关。四氢吡喃并噻吩类化合物的设计思路源于对早期二代EP4受体拮抗剂的调研。MK-2894是以噻吩为母核的高活性、高选择性第二代EP4受体拮抗剂,由于理化性质差,成药性不高,因此在2010年被报道后再无进展。为优化此类化合物的理化性质,我们以MK-2894的噻吩二甲基母核结构为基础,采用骨架跃迁策略,设计出噻吩并（杂）环。经过多轮化学结构修饰改造,确定四氢吡喃并噻吩为最理想的母核结构。后续对四氢吡喃并噻吩的2号位疏水性侧链做了进一步改造,钙流实验结果显示多个化合物的抑制活性小于1 n M,其中,化合物30d的抑制活性最佳(EP4 Ca 2+IC50=54 p M),相比于E7046(EP4 Ca 2+IC50=8.5n M),提高了157倍左右。与MK-2894化合物相比,这类化合物具有更好的理化性质。在改造过程中,我们挑选了体外活性和成药性等方面表现较优的31g为先导化合物进行CT26荷瘤小鼠的抗肿瘤活性研究,结果表明该化合物的抗肿瘤活性显著优于阳性药E7046。此外,我们初步探究了化合物31g和PD-1抗体联用的抗肿瘤效果,结果显示两者联用比单药组具有更显著的抗肿瘤活性,且有效地延长小鼠中位数生存期。总体来说,本论文以肿瘤免疫治疗热门靶点之一——EP4受体为靶标,对现有EP4受体拮抗剂进行全面调研,成功设计合成出两类高活性、高选择性且具有良好类药性质的新型EP4受体拮抗剂。随后在小鼠结肠癌模型评价了先导化合物的抗肿瘤活性,结果显示化合物10m和31g的抗肿瘤效果显著优于E7046。进一步研究结果表明它们的抑瘤活性与其改善抗肿瘤免疫功能有关。