Bardoxolone Methyl

NRF2转录因子过度激活在多种实体瘤中频繁观察到，突显了NRF2作为一个潜在的治疗靶点。NRF2的功能是维持氧化稳态和重编程细胞代谢，NRF2活性高的肿瘤表现出对NRF2的依赖性以及对化疗/放疗的耐药性。 在没有细胞应激的情况下，NRF2的表达在蛋白质水平上受到KEAP1和Cullin3（CUL3）E3泛素连接酶复合物的限制。KEAP1作为CUL3支架上的底物适配蛋白，直接结合并定位NRF2以便进行泛素化。 数百种细胞应激源，包括活性氧和亲电性的外源物质、脂质和代谢物，会使KEAP1-CUL3介导的NRF2降解失活。积累的NRF2蛋白随后进入细胞核，激活约300个细胞保护基因的转录。 癌症的演化倾向于NRF2激活，因为NRF2能促进氧化还原稳态、代谢重编程、免疫抑制以及对化疗、放疗和免疫检查点抑制剂的耐药性。然而，诸如NRF2等转录因子难以成药，迄今为止，尚无直接拮抗NRF2的疗法存在。 KEAP1蛋白包含27个半胱氨酸，其中几个作为传感器检测氧化应激以及各种亲电代谢物和外源物质。对这些半胱氨酸的亲电攻击会使KEAP1介导的NRF2降解失活。Cys151是KEAP1中研究最深入的特征性传感器半胱氨酸，并已成为大量药物研发工作的主题。 2026年4月24日，Vividion Therapeutics公司研究团队在Cancer Discovery（IF=33.3）发表题为“A Covalent Allosteric Molecular Glue Suppresses NRF2-Dependent Cancer Growth”的文章，报道了首个通过共价变构分子胶机制抑制NRF2功能的抑制剂VVD-065，它通过靶向KEAP1的Cys151增强KEAP1-CUL3相互作用，加速NRF2降解，从而在NRF2依赖性癌症中表现出强效的单药抗肿瘤活性，并能增敏化疗和放疗。 一、主要内容 在此，作者描述了VVD-065的特征，这是首个通过一种前所未有的变构分子胶水机制起作用的NRF2抑制剂。在没有应激或突变的情况下，NRF2会被KEAP1-CUL3泛素连接酶复合物快速降解。VVD-065特异性且共价地结合KEAP1上的Cys151，这反过来促进KEAP1-CUL3复合物的形成，导致NRF2降解增强。先前报道的靶向Cys151的化合物会减少KEAP1-CUL3相互作用并稳定NRF2，从而确立KEAP1_Cys151作为KEAP1-CUL3复合物和NRF2稳定性的一个可调节调控点。VVD-065抑制NRF2依赖性肿瘤生长，并使癌症对化疗/放疗增敏，支持一项正在进行的I期临床试验（NCT05954312）。 二、主要结果 1、能够激活KEAP1的共价配体的鉴定 通过化学蛋白质组学筛选，研究人员鉴定出VVD-944等靶向KEAP1 Cys151的化合物，并进一步优化得到VVD-065。与已知的KEAP1抑制剂不同，VVD-065在NRF2激活的KYSE70细胞中能显著降低NRF2蛋白水平、抑制其转录活性并下调其靶基因表达，且该作用依赖于KEAP1 Cys151、CUL3及蛋白酶体活性，同时对KEAP1具有高度选择性。 图1 VVD-065药理学特征的鉴定 2、VVD-065活性的结构和机制评估 VVD-065与KEAP1 BTB结构域的共晶结构显示，其共价结合Cys151并诱导构象变化，使KEAP1的构象转变为更有利于与CUL3结合的状态。生化实验证实，VVD-065能增强KEAP1与CUL3的相互作用，而抑制剂Bardoxolone则削弱该相互作用。邻近标记实验进一步证明，VVD-065处理增加了KEAP1临近蛋白中CUL3的丰度。 图2 VVD-065对KEAP1 Cys151具有高度选择性 3、VVD-065的活性需要KEAP1-NRF2相互作用 VVD-065介导的NRF2降解依赖于KEAP1与NRF2之间保留残余的结合能力。在携带完全破坏二者结合的KEAP1或NRF2突变的细胞系中，VVD-065无法有效降解NRF2，表明其功能需要完整的KEAP1-NRF2结合界面。 图3 VVD-065稳定KEAP1-CUL3复合物的形成 4、VVD-065表现出抑制癌细胞生长的效果 在非贴壁（3D球体）培养条件下，VVD-065能有效抑制NRF2依赖性癌细胞的生长，且其抗增殖效应与NRF2降解程度和ARE-Luc抑制率（Imax）密切相关。对一系列细胞系的分析显示，只有那些对VVD-065具有药效学响应（即NRF2蛋白水平显著下降）的细胞系才表现出生长抑制。 图4 VVD-065在体内表现出抗肿瘤效应 5、VVD-065在体内表现出抗肿瘤效应 在KYSE70等异种移植瘤模型中，口服VVD-065能够剂量依赖性地实现肿瘤内KEAP1 Cys151的高效结合、降低NRF2靶基因和蛋白的表达，并显著抑制肿瘤生长。在109个患者来源的异种移植模型（PDX）中，VVD-065在多种NRF2通路突变的肿瘤中观察到肿瘤生长抑制（TGI）效应，但不同模型间的响应存在差异：部分模型同时有药效学和TGI响应，部分无响应，还有部分虽有NRF2降解却无TGI效应。 图5 VVD-065在PDX模型中表现出抗肿瘤效应 6、VVD-065在同基因原位模型中表现出强效抗肿瘤作用 在KLN-205同基因原位肺癌模型中，尽管该细胞在体外3D球体实验中对VVD-065不敏感，但VVD-065治疗仍显著延长了小鼠的中位总生存期，并在同基因异位模型中也显示了中等但显著的生存获益。 图6 VVD-065在同基因移植模型中表现出强效抗肿瘤作用 7、VVD-065与化疗和放疗联合具有协同增效作用 在多种鳞癌模型中，VVD-065与顺铂、白蛋白结合型紫杉醇、5-FU、吉西他滨等化疗药物联用显示出强大的联合增效作用。此外，在免疫 competent 小鼠模型中，VVD-065与放疗联合也显示出近完全的肿瘤生长抑制效果，表明其能增敏多种标准治疗方案。 图7 VVD-065使肿瘤对化疗和放疗增敏 三、总结 为了寻找其他结构独特的KEAP1抑制剂类别，本研究启动了一项基于化学蛋白质组学筛选的药物发现活动，旨在鉴定能够激活NRF2以治疗自身免疫性疾病的KEAP1 Cys151配体。出乎意料的是，在我们早期先导化合物的优化过程中，我们发现了一些选择性的KEAP1 Cys151反应性分子，它们变构激活而非抑制KEAP1。这些分子通过一种新颖的分子胶水机制发挥作用，该机制的定义是它们能够稳定现有的蛋白质-蛋白质相互作用，特别是增强KEAP1:CUL3相互作用，从而加速NRF2降解。在此，作者报告了高选择性、强效且体内有效的新型NRF2抑制剂的鉴定、优化、作用机制和抗肿瘤表型。 总之，作者报道了首个KEAP1依赖性的、变构分子胶水降解剂的NRF2降解剂，该降解剂在NRF2激活的癌症中显示出强大的单药治疗反应，并有效地使化疗耐药的肿瘤对化疗增敏。 参考文献 https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-25-1187