[发明专利]抑制MCM蛋白复合物的方法和化合物及其在治疗癌症上的应用

说明书

本发明描述了通过抑制人类MCM蛋白复合物来治疗癌症的方法和化合物，这些化合物抑制MCM蛋白由6个亚基形成环状结构的复合物，从而失去在DNA的复制过程中的功能。另外也建立出一个药物筛选机制，通过检测MCM蛋白亚基的亚细胞位置和功能，筛选出能抑制MCM蛋白复合物的药物。

相关申请的交叉引用

本专利申请与提交于2013年5月9日之国际专利合作条约专利申请(PATENTCOOPERATION TREATY；序号为PCT/US2013/040287)以及提交于2012年5月9日之美国临时专利申请(序号为61/644，442)相关，其阐述的全部内容在这里作为参照引用。

发明领域：

该发明的内容是有关用药物来抑制含有6个亚基的杂环状MCM蛋白复合体在癌细胞DNA复制过程中的功能来治疗癌症，而且有关如何通过检测在候选药物处理过的细胞中MCM蛋白亚基如hMcm2and hMcm6的位置及其功能，筛选和鉴定出该类化合物。

发明背景

癌细胞会失控般生长、分裂、侵蚀周围组织，并通过淋巴和血液循环系统可以侵入或扩散到身体其他部分。常规的癌症治疗包括切除或摧毁癌细胞组织，例如，手术、化疗、放疗、免疫疗法等。然后，所有疗法面临的共同挑战是如何在切底摧毁癌细胞的同时对正常细胞和组织不造成严重的损害。近几十年来，化疗领域就一直关注于具有细胞毒的化合物的研发与投入。大量的化合物被证明具有细胞毒及抗肿瘤功效。超过600000种的细胞毒化合物中只有大约40种被认为具有一定的临床意义(Schwartsmann et al.,by 1988)。这种较低成功筛选率的原因在于药物的毒性导致它们往往在有效抗癌剂量和毒性剂量之间有着非常窄的治疗窗。这样以具有细胞毒的化合物为基础的抗肿瘤药物的筛选受到了很大程度的限制，并且距离真正具有临床疗效还有较大的差距。所以现在我们需要的是对癌细胞有更强大的特异性，也就是在抗肿瘤的同时不会对正常的细胞核组织造成巨大损害的药物。

发明概述：

本发明的目标即为：提供一种能够摧毁肿瘤细胞而对正常细胞和组织不会造成重大损害的方法和药物。该方法是通过破坏MCM(minichromosome maintenance；微染色体维持蛋白)复合物的形成，该蛋白在复制前复合物(pre-replicative complex；pre-RC)的组装(此过程也称为复制许可)及DNA复制的延伸过程中起着关键的作用。DNA复制的起始需要一系列的复制起始蛋白，以在每个复制原点上有序地形成复制前复合物。MCM复合物的活性需要所有的六个MCM亚基(MCM2-MCM7)，以形成一个杂六元环，并在ORC1-6，NOC3，IPI1-3，CDT1，Cdc6和可能其他蛋白质的帮助下，被组装到复制起点上。作为AAA+(ATPasesassociated with a variety of cellular activities；参与各种细胞活动ATP酶)家族的成员蛋白，MCM复合物沿着复制叉移动，可能作为复制解旋酶，解开DNA双链。由于所有的六个MCM亚基在DNA复制中所需要的，发明人的前期研究公开于US Pat.Nos.7393950和8318922(该专利在此作为参照引用)，研究表明：能够与MCM亚基特异结合的反义寡核苷酸序列可以抑制细胞增殖。

因为MCM蛋白的所有亚基要形成完整的环状才可以实现其功能，所以在中断杂六聚体复合物的任何两个亚基之间的相互作用应该破坏MCM环结构，并灭活MCM复合物，抑制DNA复制，并引起肿瘤细胞凋亡而对正常细胞无影响。在本发明中，我们从植物提取物、组分和化合物文库以及人工合成的化合物中筛选并确定了几个可以抑制人类MCM蛋白的相互作用与活性，并阻断肿瘤细胞的DNA复制和细胞增殖的化合物。作为本发明的实施按例，我们鉴定和发明的几个小分子可以破坏hMcm2和hMcm6之间的相互作用，削弱MCM蛋白的核定位及其与染色质的结合，并抑制DNA复制。此外，这些化合物可以诱导肿瘤细胞凋亡而对正常细胞没有明显的细胞毒性，并在裸鼠移植瘤模型中表现出强劲的抗肿瘤活性而对裸鼠没有明显的毒副作用。