基于PROTACs策略的抗肿瘤药物研究进展

2018-02-06

肿瘤作为全球范围内发病率和死亡率都很高的一种疾病, 严重威胁着人类健康, 成为世界各国面临的重要社会问题之一。大量的研究发现肿瘤的发生、发展与一些致癌蛋白的过度表达密切相关, 针对这些致癌蛋白的小分子抑制剂的研发, 让肿瘤的靶向治疗取得了很大的进步。然而, 小分子抑制剂类抗肿瘤药物的研发也面临着诸多问题: 靶蛋白容易发生结构突变或者激活其他致癌蛋白, 产生耐药性;部分蛋白抑制其活性后会反馈性上调蛋白表达, 限制其抗肿瘤活性; 多数蛋白没有足够大的结合口袋, 如转录因子等非酶蛋白, 开发小分子抑制剂难度较大; 可逆性小分子抑制剂往往需要较大剂量, 以保证足够的结合率维持疗效, 易出现脱靶效应, 产生不良反应。

与小分子抑制剂通过结合致癌蛋白活性位点抑制其活性不同, 调控这些致癌蛋白的降解是抗肿瘤药物研发的另一策略。RNA 干扰、CRISPR/Cas9等技术是近年来发展起来的基因敲除技术, 因其能够特异而有效地阻断靶基因的表达, 已被广泛用于基因功能和疾病治疗研究。但是由于核苷类物质的体内不稳定性、易产生机体免疫应答、体内脱靶效应等问题, 限制了其临床应用。研发可特异性降解致癌蛋白的小分子化合物, 成为目前抗肿瘤研发的热点领域之一。

1 PROTACs 降解蛋白机制

泛素介导的蛋白质降解是细胞内蛋白质最主要的负向调节方式。泛素化降解途径可以降解细胞内80%90%泛素化的蛋白质, 参与调节细胞周期、增殖、凋亡、转移、基因表达、信号传递等几乎一切生命活动。该过程是在泛素激活酶E1、泛素结合酶 E2和泛素连接酶 E3 的协同作用下进行, 底物蛋白被泛素化后, 在蛋白酶体中被降解, 依靠泛素连接酶 E3对底物蛋白特异的识别能力, 决定了泛素介导的蛋白降解具有特异性。

2001 , Deshaies 课题组首次报道了一种利用泛素-蛋白酶体降蛋白质的方法: 蛋白水解靶向嵌合分子 (protein proteolysis-targeting chimeras, PROTACs)PROTACs 本质上是一种杂合双功能小分子化合物,其结构中含有两种不同配体: 一个是泛素连接酶E3配体, 另一个是与细胞中目标靶蛋白结合配体, 两个配体之间通过连接基相连。PROTACs 通过将目标靶蛋白和细胞内的E3 拉近, 形成靶蛋白-PROTACs-E3三元聚合体, 通过E3 泛素连接酶给目标靶蛋白加上泛素化蛋白标签, 启动细胞内强大的泛素化水解过程,利用泛素-蛋白酶体途径特异性地降解靶蛋白 (1)Ciulli 研究小组利用靶蛋白-PROTACs-E3 三元聚合体的共晶结构和等温滴定量热法实验, 证实PROTAC 可以通过自身折叠将靶蛋白与E3 拉近, 三者之间通过相互协同作用埋藏在蛋白质表面, 形成特异性的蛋白-蛋白相互作用, 让靶蛋白-PROTACs-E3 三元聚合物比靶蛋白-PROTACs PROTACs-E3二元复合物具有更好的稳定性。

2 多肽类PROTACs 的研究进展

2.1 基于SCFβ-TRCP E3 的多肽类PROTACs 2001, Deshaies 课题组报道了第一个PROTAC 分子PROTAC-1 (2), 首次清晰地展示了PROTAC 的概念。PROTAC-1 通过连接基将血管生成抑制剂卵假散囊菌素 (ovalicin, OVA) 与核因子κB 抑制蛋白α(NF-κB inhibitor α, IκBα) 结构中的由10 个氨基酸残基构成的磷酸肽相连。OVA 可以与蛋氨酸氨肽酶2(amino peptidase-2, MetAP-2) 活性位点中第231 位组氨酸共价结合并抑制其活性, IκBα 可以与SCFβ-TRCPE3 泛素连接酶蛋白复合体中的β-TRCP 结合。PROTAC-1 通过将MetAP-2 SCFβ-TRCP 拉近, 利用泛素-蛋白酶体系统泛素化降解MetAP-2

Deshaies 课题组随后又利用该策略设计合成了降解雄激素受体 (androgen receptor, AR) PROTAC-2与降解雌激素受体α (estrogen receptor α, ERα) PROTAC-3ARERα 均属于核受体超家族成员, 参与机体多种生理病理过程的调控, 与肿瘤的发生、发展密切相关。PROTAC-2 通过连接基将AR 小分子配体二氢睾酮与IκBα 磷酸肽相连, PROTAC-3 则由ERα小分子配体雌二醇、连接基和IκBα 磷酸肽组成。实验结果证明 PROTAC1-3 确实可以泛素-蛋白酶体依赖性地降解目标靶蛋白, 但是由于结构中存在磷酸肽结构, PROTAC1-3 的细胞通透性较差, 且易于被磷酸酶水解, 导致降解细胞内目标靶蛋白的能力很弱。

2.2 基于CRL2VHLE3 的多肽类PROTACs 希佩尔-林道蛋白 (von Hippel-Lindau protein, pVHL)CRL2VHL E3 泛素连接酶的底物受体。在细胞处于正常氧分压条件下时, 缺氧诱导因子1α (hypoxiainduciblefactor 1alpha, HIF-1α) Pro402 Pro564残基被脯氨酰羟化酶羟基化后与VHL 蛋白结合, 进而被CRL2VHL E3 泛素化降解。

Sakamoto 等利用HIF-1α 蛋白中可以与CRL2VHL E3 结合的羟基化五肽结构, 设计合成了PROTAC-4 PROTAC-5 (3)PROTAC-4 AR小分子配体二氢睾酮、连接基和HIF-1α 羟基化五肽组成。用12.5 μmol·L-1 PROTAC-4 处理LNCaP 前列腺癌细胞72 h 后可以降低细胞内AR 表达水平, 使细胞周期阻滞在 G1 , 抑制细胞的增殖 (72 h IC50 =12.5 μmol·L-1, 144 h IC50 =1.52 μmol·L-1), 而对不表达AR PC-3 DU-145 前列腺癌细胞, PROTAC-4则不能抑制细胞的增殖, 显示出对AR 的靶向降解。PROTAC-5 ERα 小分子配体雌二醇、连接基和HIF-1α 羟基化五肽组成。50 μmol·L-1 PROTAC-5可以明显降低雌激素依赖的MCF-7 T47D 乳腺癌细胞内ERα 表达水平, 下调Cyclin D1, 阻滞细胞周期, 抑制细胞增殖。对雌激素非依赖的SKBr3 细胞株, PROTAC-5 不具有抗增殖活性。

Crews 等设计了一个活性受磷酸化调节的PROTAC 分子ErbB2PPPI3KErbB2PPPI3K 由一段源自受体酪氨酸激酶ErbB2 的氨基酸序列、VHL 结合氨基酸序列与连接基组成。在神经生长素的作用下, ErbB2PPPI3K结构中的ErbB2 氨基酸序列发生磷酸化, ErbB2底物蛋白PI3K 结合, 进而招募CRL2VHL E3 泛素化降解PI3K, 抑制激酶信号通路。在OVCAR8 卵巢癌细胞裸鼠移植瘤模型中, 腹腔注射10 mg·kg-1 ErbB2PPPI3K47 天可以有效抑制肿瘤的生长, 抑瘤率达到40%

3 小分子PROTACs 的研究进展

在过去的十几年中, 由于缺乏高亲和性、特异性的 E3 小分子配体, 设计合成的PROTACs 分子都是多肽类化合物, 很难穿透细胞膜, 降解靶蛋白的效果不佳, 限制了PROTACs 技术的应用。近几年,CRL4CRBNCRL2VHLcIAPE3 泛素连接酶特异性小分子配体的发现, PROTACs 技术取得了巨大的突破。多个研究小组利用PROTACs 实现了对溴结构域蛋白4 (BRD4)BCR-ABLERα、雌激素相关受体α (ERRα)、丝氨酸苏氨酸激酶2 (RIPK2)和转录相关酸性卷曲蛋白3 (TACC3) 等多种癌症相关蛋白的降解, 成为抗肿瘤药物研发领域的热点之一,有望在肿瘤靶向药物研究方面实现新的突破。

3.1 基于MDM2 E3 的小分子PROTACs 2008, Crews 课题组报道了第一个小分子PTOTAC:PROTAC_AR (4)PROTAC_AR 通过聚乙二醇连接基将MDM2 E3 泛素连接酶小分子抑制剂nutlin 与非甾体雄激素受体小分子配体相连。用10 μmol·L-1PROTAC_AR 处理人宫颈癌HeLa 细胞7 h, 可以降低细胞内AR 水平。而如果用蛋白酶体抑制剂环氧霉素预处理HeLa 细胞, PROTAC_AR 不能够降解HeLa细胞内AR, 说明PROTAC_AR 是通过蛋白酶体泛素化降解AR。虽然PROTAC_AR 降解AR 的效率很低,但是PROTAC_AR 的报道为小分子PTOTAC 化合物的研究提供了思路。

3.2 基于cIAP1 E3 的小分子PROTACs 细胞凋亡抑制蛋白1 (cellular inhibitor of apoptosis protein 1,cIAP1) 是高度保守的内源性抗细胞凋亡因子, 主要包含BIRCARD RING 3 个结构域, 其中位于碳端的RING 结构域具有E3 泛素连接酶活性。乌苯美司 (bestatin) 是一个氨肽酶抑制剂, 研究发现其甲酯化合物 (MeBS) 可以通过乌苯美司结构端与cIAP1BIR3 结构域结合, 激活cIAP1 E3 泛素连接酶活性, 诱导cIAP1 发生自泛素化, 然后被蛋白酶体降解。利用这一特点, 多个研究小组在乌苯美司甲酯化合物的甲酯端通过连接基连接不同的靶蛋白小分子抑制剂, 得到了多个基于cIAP1 E3 PROTACs(5)

细胞视黄酸结合蛋白II (cellular retinoic acidbindingprotein II, CRABP-II) 是细胞内视黄酸的结合蛋白, 将视黄酸转运至细胞核, 使其与受体作用调节下游基因表达。CRABP-II 的异常表达与成神经细胞瘤、肾母细胞瘤、头颈鳞状细胞癌的发生发展密切相关。2010 , Hashimoto 研究组报道了第一个基于cIAP1 E3 降解CRABP-II PROTAC 分子SNIPER-(2) (6)SNIPER-(2) 通过连接基将全反式视黄酸与乌苯美司甲酯相连。由于乌苯美司甲酯可以诱导cIAP1 自身发生泛素化降解, 因此SNIPER-(2)在泛素化降解CRABP-II 的同时会泛素化降解cIAP1,在很大程度上限制了其降解CRABP-II 的效率。通过对乌苯美司进一步的结构改造发现, 乌苯美司的酰胺衍生物保留了与cIAP1 的结合活性, 并且不会引起cIAP1 的自身泛素化降解。2011 , Mikihiko 等在此基础上设计合成了SNIPER-(4)10 μmol·L-1SNIPER-(4) 可以明显降低人神经母细胞瘤IMR-32细胞内CRABP-II 蛋白, 而对cIAP1 的蛋白水平没有影响。SNIPER-(4) 通过降解CRABP-II 下调MycN蛋白水平, 激活caspase-3/7, 抑制细胞的增殖。对不表达MycN 蛋白的人成纤维肉瘤HT1080 细胞和人乳腺癌MCF-7 细胞, SNIPER-(4) 虽然可以降低细胞内CRABP-II 蛋白水平, 但是对细胞的增殖几乎没有抑制作用。2013 , Mikihiko 研究小组将ERα 调节剂4-羟基他莫昔芬通过连接基与乌苯美司酰胺衍生物相连, 合成得到了SNIPER (ERα)10 μmol·L-1SNIPER (ERα) 可以显著降低人乳腺癌MCF-7 细胞内ERα 表达量, 抑制雌激素依赖的pS2 基因的表达。用30 μmol·L-1 SNIPER (ERα) 处理MCF-7 细胞6 h ,细胞内ROS 水平显著升高, 细胞发生明显坏死。

TACC3 是细胞有丝分裂过程中重要的纺锤体形成调控蛋白。TACC3 在宫颈癌、乳腺癌、肺癌、淋巴瘤、胶质母细胞瘤等癌症中高表达, 与肿瘤的发生密切相关。抑制TACC3 的活性或者降低其表达量可以抑制细胞分裂、诱导细胞凋亡, 是目前抗肿瘤药物研发的一个重要靶点。30 μmol·L-1 SNIPER (TACC3)6 h 内可以明显降低人纤维肉瘤HT1080 细胞、人乳腺癌MCF-7 细胞和人骨肉瘤U2OS 细胞内的TACC3表达水平。用10 μmol·L-1 SNIPER (TACC3) 处理HT1080 或者MCF-7 细胞48 h, 可以裂解PARP, 引起caspase-3 活化, 诱导细胞凋亡, 抑制细胞的增殖。SNIPER (TACC3) 对高表达TACC3 蛋白的肿瘤细胞具较好抑制活性, 而对人正常纤维原细胞抑制活性较差, 显示出较好的选择性。

SNIPER (ABL)-2 BCR-ABL 抑制剂伊马替尼、连接基和乌苯美司酰胺衍生物组成。30 μmol·L-1SNIPER (ABL)-2 处理人髓性白血病K562 细胞8 h,可以明显降低细胞内BCR-ABL 蛋白水平, 下调BCRABL下游的STAT5 CrkL 蛋白水平, 抑制K562 细胞的增殖。

3.3 基于CRL2VHL E3 的小分子PROTACs HIF-1α的Pro402 Pro564 残基被脯氨酰羟化酶羟基化后可以与 VHL 蛋白结合, 其中羟基化的Pro564 残基在HIF-1α VHL 的结合中起着关键的作用, Ciulli等在4-羟基脯氨酸的基础上经过结构改造, 得到了能与VHL 特异性结合的小分子配体 (7)

化合物VH032VHL蛋白的共晶结构显示, VH032末端乙酰基的甲基处于溶剂暴露区, PROTACs 连接基的合适连接位置。2015 , Ciulli 研究小组采用聚乙二醇连接基将JQ1 的羧基与VH032 末端乙酰基的甲基相连, 得到了通过招募CRL2VHL E3 降解BRD4 PROTACs: MZ1 MZ2 (8)MZ1 显示了比MZ2 更加高效的BRD4 降解活性, 说明连接基的长短对PROTACs 的活性有着重要影响。100 nmol·L-1MZ1 可以显著降解人宫颈癌HeLa 细胞与人骨肉瘤U2OS 细胞内的BRD4, 下调c-Myc 的表达。虽然JQ1BET 非选择性抑制剂, MZ1 却在较低浓度时对BRD2BRD3 显示出较好的选择性。

2016 , Coleman 等利用JQ1 VHL 小分子配体VHL-2 设计合成了PROTAC 分子ARV-771ARV-771 可以快速降解去势抵抗性前列腺癌22Rv1LnCaP95 VCaP 细胞中BRD4 蛋白 (DC50 <5 nmol·L-1), 抑制c-Myc 的表达 (IC50 < 1 nmol·L-1)。虽然 ARV-771JQ1 BRD4 Kd 值相近, 但是ARV-771 下调c-Myc 表达水平的活性是JQ1 10余倍, 显示出了催化降解蛋白的能力。300 nmol·L-1ARV-771 可以显著诱导22Rv1 细胞内PARP 蛋白裂解, 激活capase-3/7, 诱导细胞凋亡, 其抗细胞增殖活性是JQ1 10 余倍。在人前列腺癌AR-V7 阳性22Rv1 细胞Nu/Nu 裸鼠皮下移植瘤模型中, ARV-771可以下调BRD4 AR-V7 蛋白水平, 相比OTX01580%的抑瘤率, ARV-771 可以使肿瘤消退, 部分小鼠的肿瘤完全消失。

ERRα 在雌激素依赖性肿瘤如乳腺癌及非雌激素依赖性肿瘤如结直肠癌中均高表达, ERRα 是乳腺癌预后较差的一个分子标记物。PROTAC_ERRα 通过连接基将ERRα 噻唑烷二酮类小分子配体与CRL2VHLE3 小分子配体相连。PROTAC_ERRα 可以显著降低人乳腺癌MCF-7 细胞内ERRα 蛋白水平, DC50 100 nmol·L-1。在人乳腺癌MDA-MB-231 细胞裸鼠移植瘤模型中, PROTAC_ERRα 可以降低肿瘤组织中50% ERRα 表达。

3.4 基于CRL4CRBN E3 的小分子PROTACs 沙利度胺及其类似物泊马度胺、来那度胺是目前常用的免疫调节药物, 并且对多发性骨髓瘤具有较好疗效(9)。研究发现, 沙利度胺类药物可以通过其戊二酰亚胺结构与CUL4-RBX1-DDB1-Cereblon (CRL4CRBN)E3 泛素连接酶复合物的底物受体Cereblon 蛋白结合, 促进转录因子IKZF1/3 Cereblon 的结合, 诱导IKZF1/3 发生泛素化降解。近几年, 利用沙利度胺及其类似物可以与CRL4CRBN E3 特异性结合的特点, 将不同的靶蛋白小分子抑制剂通过连接基与沙利度胺或其类似物连接, 设计合成了多个基于CRL4CRBN E3 PROTACs

BRD4是含溴结构域和超末端结构(bromodomainand extraterminal domain, BET) 蛋白家族成员。BRD4通过溴结构域结合组蛋白乙酰化赖氨酸残基, 在调节细胞基因转录、细胞周期等生物过程中发挥重要作用。BRD4 的过度表达与急性髓性白血病、乳腺癌和黑色素瘤等多种恶性肿瘤的发生发展密切相关, 是目前抗肿瘤药物研发的热点靶标之一, 目前已经有多个小分子抑制剂进入临床试验 (10)BRD4 小分子抑制剂通过和BRD4 溴结构域结合, 阻断其与组蛋白乙酰化赖氨酸残基的相互作用, 调节下游基因表达。但是用小分子抑制剂抑制BRD4 活性后会反馈性上调BRD4 基因的表达, 造成对下游信号通路抑制不够充分, 限制了其疗效。构效关系研究发现BRD4小分子抑制剂的羧基结构和沙利度胺的苯环结构为可修饰结构。多个研究小组利用不同的连接基将BRD4 小分子抑制剂羧基端与沙利度胺的苯环端相连, 得到了多个靶向降解BRD4 PROTACs

2015 , Bradner 等报道了靶向降解BRD4 PROTAC 小分子dBET1 (11)dBET1 通过连接基将BRD4 抑制剂JQ1 CRL4CRBN E3 小分子配体沙利度胺相连。与JQ1 抑制BRD4 活性后反馈性引起细胞内BRD4 表达上调不同, 100 nmol·L-1dBET12 h 内可以完全降解急性髓性白血病MV411 细胞中的BRD4, 显示出比JQ1 更加显著持久的下调c-Myc 基因、诱导细胞凋亡和抑制细胞增殖能力。在小鼠MV411 白血病后肢移植瘤模型中, JQ1 相比,dBET1 可以更加有效地抑制肿瘤生长。单独用JQ1、沙利度胺或者二者同时处理MV411 细胞不能下调BRD4 蛋白水平; 用蛋白酶体抑制剂处理MV411细胞可以抑制dBET1 下调BRD4 蛋白水平的活性; Cereblon 蛋白缺失的多发性骨髓瘤MM1.S-CRBN-/-细胞中, dBET1不能降低BRD4蛋白水平, 说明dBET1是通过招募CRL4CRBN E3 泛素化降解BRD4 蛋白。

Crews 等利用同一策略设计合成了ARV-825,ARV-825 dBET1 的区别仅仅在于连接基的不同。虽然ARV-825 BRD4CRL4CRBN Kd 值分别是29 nmol·L-13 μmol·L-1, 但是其降解BRD4 DC50 却小于1 nmol·L-1, 显示出亚化学计量的降解能力。10 nmol·L-1 ARV-825 6 h 内几乎可以完全降解Burkitt 淋巴瘤细胞中的BRD4 蛋白, 抗肿瘤活性明显强于同等浓度的BRD4 小分子抑制剂JQ1OTX015ARV-825 还可以有效降解患者源性急性髓系白血病细胞中的BRD4, 下调c-MycCDK4/6 JAK2 等致癌基因, 诱导细胞凋亡的能力明显强于OTX015, 且对卢佐替尼耐药的UKE1 细胞保持较强抑制活性。

2017 , 王少萌课题组设计合成了由BDR4抑制剂HJB97 CRL4CRBNE3 小分子配体泊马度胺组成的PROTAC 分子BETd-260BETd-260 在低至30 pmol·L-1的浓度, 3 h 内可以有效降解RS4;11 人急性淋巴白血病细胞内的 BRD4 蛋白。0.1 nmol·L-1BETd-260 就可以显著下调RS4;11 细胞内c-Myc 基因表达, BRD4 抑制剂HJB97 1 000 多倍。BETd-260 在纳摩尔浓度可以诱导RS4;11 MOLM-13 白血病细胞发生凋亡, 抑制细胞的增殖, IC50 分别是51 pmol·L-12.3 nmol·L-1。在RS4;11 白血病细胞裸鼠移植瘤模型中, 5 mg·kg-1 BETd-260 可以有效降解肿瘤组织内BDR4, 大于90%的小鼠体内的肿瘤发生消退。在三阴性人乳腺癌细胞裸鼠移植瘤模型中,BETd-260 也可以显著地降解BDR4, 抑制肿瘤生长。Heightman 课题组利用四嗪标记的沙利度胺与反式环辛烯标记JQ1 之间的生物正交反应, 在细胞内原位生成PROTAC 分子JQ1-CLIPTAC3.0 μmol·L-1JQ1-CLIPTAC18 h 内可以完全降解人宫颈癌HeLa细胞内的BRD4 蛋白。

BCR-ABL Bcr 基因与Abl 基因融合后产生的致癌酪氨酸激酶, 是导致慢性髓细胞白血病的主要原因。尽管目前已经有伯舒替尼、达沙替尼等多个小分子抑制剂上市, 但是部分患者会逐渐产生耐药性。2016 , Crews 小组报道了首个靶向酪氨酸激酶BCR-ABL PROTAC 分子PROTAC_BCR-ABL

1 μmol·L-1PROTAC_BCR-ABL 可以降解90% c-ABL BCR-ABL, BCR-ABL 驱动的人髓性白血病K562 细胞EC50 达到4.4 nmol·L-1, 而对非BCRABL驱动的人乳腺癌HEK293T 细胞和SK-BR-3 细胞活性较差, 具有很好的选择性。

4 影响PROTAC 降解活性的因素

虽然PROTAC 技术得到了越来越多药物化学家的关注, 但是目前报道的PROTACs 分子大都是随机合成, 没有进行系统的构效关系研究。如何合理设计,筛选得到降解活性最优的PROTAC 分子将是本领域的一个研究重点。

PROTAC 分子由E3 配体、靶蛋白抑制剂和连接基三部分构成, 不同的E3 配体、靶蛋白抑制剂和连接基的组合, PROTAC 的降解活性有着十分关键的作用。Crews 研究小组将BCR-ABL 抑制剂伊马替尼、伯舒替尼、达沙替尼与VHLE3 配体、CRBN E3 配体两两组合, 设计合成了6 个类型的PROTACs, 活性评价结果显示, 不同组合产生的PROTAC 分子之间, 降解活性有着很大的差别。PROTAC 伯舒替尼-VHL c-ABL BCR-ABL 没有降解活性, 1 μmol·L-1PROTAC 达沙替尼-VHL 24 h 内可以降解65% c-ABL, 但是对BCR-ABL蛋白没有影响,1 μmol·L-1PROTAC 达沙替尼-CRBN 24 h 内则可以同时降解细胞内85% c-ABL 60% BCR-ABL

连接基的结构类型、长度以及连接基与连接分子之间的结合位点对PROTAC 分子的活性也有着重要影响, 合适的连接基及结合位点使其两端连接的E3与靶蛋白之间的相互作用更加有效。Kim 研究小组设计合成了连接基长度分别为9121619 21个碳原子的PROTACs, 降解活性评价结果显示, 当连接基长度为16 个碳原子时, PROTAC 降解AR 的活性最高。ARV-825 dBET1 的区别仅仅在于连接基的结构不同, 但是ARV-825 降解BRD4 的活性是dBET1 10 多倍。Kim 等设计合成了连接基分别与雌二醇的17 O 原子、16 C 原子及7α C原子结合的PROTACs, 活性评价结果显示, 当连接基结合位点在7α C 原子时, PROTAC 的蛋白降解活性最好。

5 结论与展望

PROTACs 利用泛素-蛋白酶体系统对靶蛋白进行翻译后降解, 与小分子抑制剂类抗肿瘤药物相比,PROTACs 展现出了独特的优势: PROTACs 不需要与目标靶蛋白长时间和高强度的结合, 可以降解转录因子等“不可药靶蛋白”发挥抗肿瘤作用; 致癌蛋白被降解后需要重新合成才能恢复功能, 因此降解致癌蛋白比抑制其活性显示出更加高效、持久的抗肿瘤作用; PROTACs 降解靶蛋白过程类似于催化反应,可循环结合、降解靶蛋白, 不需要等摩尔量的药物,实现亚化学计量用药。

虽然 PROTACs 技术取得了巨大的进步, 但是仍面临着诸多的问题: PROTACs 往往具有较大的分子质量, 导致部分PROTACs 药代动力学性质不佳, 口服生物利用度较差; 可利用的E3 泛素连接酶及其小分子配体种类有限; E3 小分子配体的体内稳定性不够, 导致PROTACs 分子半衰期较短, 限制了其亚化学计量用药特性; 目前报道的PROTACs 大都没有进行系统的构效关系研究, 如连接基的长短、不同的E3 泛素连接酶等对PROTACs 活性的影响。

PROTACs 技术已经吸引了药物化学家和国际医药公司的广泛关注, 随着越来越多的E3 特异性小分子配体的发现和对PROTACs 系统的构效关系研究,PROTACs 目前面临的问题将会逐渐被解决, 成为小分子抑制剂、单克隆抗体之后另一重要的肿瘤治疗手段。

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