癌症是全世界最严重的健康问题之一。在过去的60年间，在癌症新药研发上取得了极大的进步；然而至今为止，仍然有占1/3的人口在一生中的某个阶段罹患癌症，更有1/4的人因此丧命。今天，人们凭借分子生物学、人类基因组计划、化学生物学和合成化学等科学技术发展的成果，正努力的开发新的更为有效的药物和治疗方法。　　 本文结合组合化学和斑马鱼筛选模型从两个方向尝试探索了潜在抗癌药物的早期开发：　　 1.细胞周期蛋白依赖性激酶(CDKs)对细胞周期的调节起重要作用，大量报道指出CDK的过量表达或非正常活化引起的细胞周期失常与多种人类癌症有关。因此，CDK小分子抑制剂的探索和发现长久以来受到科学研究者的广泛关注；然而，激酶抑制剂的主要目标——ATP结合位点，在激酶超家族中却是高度保守的，因此实现激酶抑制剂的选择性和特异性一直是相关研究中的重点和难点。　　 为寻找CDK类激酶的新型化学抑制剂，我们首先结合计算化学和多组分反应，合成了具有骨架多样性的化合物库；而后运用斑马鱼胚胎结合体外细胞体系的方法，从该化合物库中筛选得到两个具有潜在的CDK抑制作用的先导化合物，在10 pM时，不仅能使斑马鱼胚胎的发育滞后，也能选择性抑制多种肿瘤细胞的增殖；体外生化实验和激酶组检测确定其一为具有一定CDK2选择性的激酶抑制剂，对CDK2/cyclin A的IC50约为1～2μM：最终，化合物的体内活性由小鼠肿瘤模型得到验证。　　 我们所发展的方法简单高效，有一定的普遍性，具有发展成为化学生物学通用方法的潜力。我们发现的新型细胞生长抑制剂骨架，通过进一步优化有望发展为癌症治疗的先导分子。　　 2.七次穿膜蛋白Smoothened(Smo)是Hedgehog信号通路中的一个重要组分。Hedgehog(Hh)信号通路参与正常的动物发育以及恶性肿瘤的发生。在Hh相关生物过程的研究中，如果Smo的活性能在激活和抑制之间被即时地改变，那将是非常有意义才结果。　　 本文首先设计并合成了Smo激活剂SAG分子类似物库；构建了gli1:GFP转基因鱼系，并证明该鱼系的GFP表达能够忠实反映Hh通路的激活情况。然后，通过转基因斑马鱼系统，经过两轮筛选和优化，从化合物库中找到两个Smo强抑制剂SANT74和SANT75，并确定了化合物的构效关系；SANT75处理后的胚胎，体节、血管、胰腺内分泌腺以及神经系统的发育都受到影响，定量PCR结果表明Hh通路下游的靶基因ptc1和gli1的表达都被降低。接着，借助荧光素酶报告基因系统，在NIH3T3细胞系测定了SANT74和SANT75的IC50分别为70 nM和20nM。最后，荧光共振能量转移(FRET)实验证实SANTs和SAG能引起Smo构象的相反变化，从而分别实现对Hh信号通路的抑制和激活。　　 本文的研究为小分子类似物调节Smo构象变化提供了首次例证，gill:GFP转基因鱼系具有成为同类筛选的通用模型的潜力，SANT74和SANT75可以发展成为具有抗癌潜力的Hh抑制剂，通过时间控制的方式组合使用这些化合物也将会有助于Hh通路的生物学研究。