Nanjing University of Chinese Medicine

近日，上海药物所杨财广/黄悦&南京中医药大学于小轩团队在国际权威药物化学期刊《Journal of Medicinal Chemistry》上发表了一篇题为“开发具有强效抗白血病活性的口服生物可利用FTO抑制剂”的研究论文。该研究聚焦于急性髓系白血病（AML）治疗领域，成功开发出一种名为Dac590的新型口服FTO抑制剂，其在抑制FTO活性、抗白血病细胞增殖以及改善AML小鼠模型生存率等方面展现出卓越效果，为AML治疗提供了新的有力策略。一分钟速览研究背景急性髓系白血病（AML）是一种以未成熟髓系细胞异常增殖为特征的恶性血液疾病，尽管化疗和靶向治疗手段不断进步，但因高复发率和治疗耐药性，其预后依然严峻。FTO（脂肪质量和肥胖相关蛋白）作为一种RNA去甲基化酶，在AML发生发展中扮演关键角色，其通过调控m6A（N6-甲基腺苷）修饰影响多种关键癌基因表达，成为极具潜力的AML治疗靶点。然而，早期FTO抑制剂存在代谢稳定性差、药代动力学性质不佳等问题，限制了临床应用。重点内容Dac590的FTO抑制活性与选择性：Dac590在体外细胞自由点杂交实验中展现出对FTO去甲基化活性的强效抑制，IC50值低至6.06 ± 0.5 nM，且对同家族蛋白ALKBH5和ALKBH3几乎无抑制作用，显示出高度选择性。晶体结构分析揭示了Dac590与FTO关键残基的氢键相互作用，与FTO/ FB23和FTO/Dac51的结合模式高度相似。抗白血病效果：Dac590对多种AML细胞系具有显著的抗增殖活性，IC50值在327.7 ± 2.5 nM至1405 ± 3.1 nM之间。它通过增加细胞内m6A水平，上调RARA和ASB2基因表达，下调c-MYC和CEBPA基因表达，进而抑制AML细胞生长，诱导细胞分化、G1期细胞周期阻滞和凋亡。药代动力学性质优化：Dac590在生理pH条件下溶解度最佳，在人和小鼠肝微粒体中半衰期分别大于145分钟和107分钟，内在清除率低，口服生物利用度高达61.1%，相较于Dac85，其药代动力学性质显著改善，更适合口服给药。体内疗效与安全性：在NSG小鼠AML模型中，Dac590（40 mg/kg）口服给药显著延长小鼠生存期，且未观察到体重下降等不良反应，表明其良好的耐受性。此外，Dac590与DNA低甲基化剂地西他滨（DAC）联合使用时，展现出协同抗白血病效果，不仅增强DAC的抗增殖活性，还进一步降低DNMT1蛋白水平和基因组5mC含量，为AML治疗提供了新的联合用药思路。研究总结该研究不仅成功开发出新型口服FTO抑制剂Dac590，解决了现有FTO抑制剂的药代动力学缺陷，还通过深入的机制研究和联合用药探索，为AML治疗提供了新的靶点和策略。Dac590的发现为后续的临床前和临床研究奠定了坚实基础，有望推动AML治疗领域的进一步发展，改善AML患者的预后和生存质量。未来，研究团队将继续优化Dac590的结构，提高其FTO选择性和抑制活性，同时深入探索其在其他FTO相关肿瘤中的治疗潜力。图片来源：ACS详细阅读01Background研究背景FTO在AML中的关键作用及靶向治疗进展急性髓系白血病（AML）是一种以未成熟髓系细胞异常增殖为特征的恶性血液疾病，尽管化疗和靶向治疗手段不断进步，但因高复发率和治疗耐药性，其预后依然严峻。近年来，FTO（脂肪质量和肥胖相关蛋白）作为RNA去甲基化酶在AML发生发展中的关键作用逐渐被揭示。FTO通过调控m6A（N6-甲基腺苷）修饰影响多种关键癌基因表达，进而推动白血病的发生。FTO的去甲基化活性主要针对m6A修饰，调节关键白血病驱动基因（如ASB2、RARA、MYC和CEBPA）的表达，使其成为阻断多条癌症通路的潜在靶点。基于FTO在病理过程中的关键作用，靶向FTO的治疗策略成为研究热点。早期研究发现了第一代FTO抑制剂（如FB23/FB23-2和Dac51），但其代谢稳定性差，限制了临床应用。后续研究通过结构优化，开发出Dac85等新一代抑制剂，进一步提高了抑制活性和抗白血病效果。然而，现有抑制剂仍存在一些限制，如药代动力学性质不佳等，影响了其临床开发。此外，研究还发现FTO抑制剂与现有的表观遗传学调节剂（如DNA低甲基化剂地西他滨）联合使用，可通过双重表观遗传学调控增强抗白血病效果，为AML治疗提供了新的联合用药策略。02Drug Design药物设计①FTO抑制剂的5位取代结构设计基于FTO与FB23复合物的结构分析，研究团队发现FB23的苯甲酸A环的5位和6位在溶剂中暴露，这为结构优化提供了空间。此前的研究通过在6位引入柔性大侧链，虽然取得了一定的FTO抑制活性，但也揭示了该区域对取代基的耐受性。进一步的位点取代研究表明，当相同的取代基从6位转移到5位时，FTO抑制活性显著下降。然而，荧光素衍生物FL1在5位带有氨基时，仍保持了抑制活性，并且其结合姿态与FB23和Dac85在FTO口袋中的结合方式相似。这些观察结果表明，5位可以耐受适度极性的取代基，只要与适当的疏水互补性相平衡。因此，研究团队提出了对Dac85骨架的A环5位进行系统取代的策略，通过引入不同极性、立体体积和电子特性的取代基，同时优化靶点结合和化合物的成药性。图片来源：ACS②5位取代对FTO抑制剂活性的影响研究团队通过合成一系列在A环5位带有不同取代基的Dac85类似物，探讨了这些取代基对FTO抑制活性的影响。实验结果表明，带有氟（F）、氯（Cl）和溴（Br）等卤素取代基的化合物（DQ221−DQ223）保持了较强的FTO抑制活性，这可能是因为这些取代基的适度电负性有助于稳定极性相互作用，且其较小的原子半径不会引入显著的空间位阻。而带有羟基（-OH）的DQ224活性降低，这表明其高极性与FTO活性位点周围的疏水环境不兼容。此外，4位或6位的甲氧基取代（DQ225和DQ226）显著降低了FTO抑制活性，这证实了5位的独特几何适应性。相比之下，5位甲氧基取代的Dac590表现出最大的抑制活性（100%），其甲基的适度疏水性增强了与疏水口袋的结合。而乙氧基取代的DQ227活性降低，可能是由于较大的乙基团引起的立体位阻。在药代动力学优化过程中，优先考虑了Clog P值，以确保膜通透性与水溶性之间的最佳平衡。尽管DQ222也显示出较强的抑制活性，但Dac590因其适中的Clog P值而被选为领先候选化合物，它在保持关键疏水相互作用以结合靶点的同时，通过极性-疏水性平衡增强了成药性。这种策略优化为后续开发阶段改善药代动力学特性奠定了基础。图片来源：ACS03In vitro In Vivo体内外评价①Dac590对FTO的直接靶向作用Dac590能够直接靶向FTO蛋白，抑制其去甲基化活性。通过细胞外点杂交实验，Dac590显示出对FTO去甲基化活性的强效抑制，其半数抑制浓度（IC50）为6.06 ± 0.5 nM。此外，Dac590对同源蛋白ALKBH5和ALKBH3的抑制作用极小，表明其具有高度的选择性。差示扫描荧光（DSF）分析显示，Dac590能够显著提高FTO蛋白的热稳定性，使其熔点（Tm）升高2.2°C。晶体结构分析进一步揭示了Dac590与FTO之间的氢键相互作用，这些相互作用与FTO/FB23和FTO/Dac51的结合模式相似。细胞热位移实验（CETSA）也证实了Dac590在NB4和MOLM-13 AML细胞系中增强了FTO蛋白的热稳定性。这些结果共同证明了Dac590能够直接与FTO结合，无论是在体外还是在细胞环境中。图片来源：ACS②Dac590抑制AML细胞生长并诱导凋亡和细胞周期阻滞Dac590在多种急性髓系白血病（AML）细胞系中展现出显著的抗增殖活性，其半数抑制浓度（IC50）范围在327.7 ± 2.5 nM至1405 ± 3.1 nM之间。研究发现，Dac590通过增加细胞内m6A水平，上调RARA和ASB2基因表达，同时下调c-MYC和CEBPA基因表达，从而抑制AML细胞的生长。此外，Dac590还诱导AML细胞分化，表现为CD11b表达增加，引发G1期细胞周期阻滞，并促进细胞凋亡。这些结果表明，Dac590通过抑制FTO活性，调节其下游靶基因的表达，进而抑制AML细胞的增殖并诱导细胞凋亡和细胞周期阻滞。图片来源：ACS③Dac590在体内展现出强大的抗白血病活性在体内实验中，Dac590通过口服给药在AML小鼠模型中显著延长了生存期，且未观察到明显的体重变化或病理学改变，表明其具有良好的耐受性。药代动力学研究表明，Dac590在生理pH条件下具有最佳溶解度，在人和小鼠肝微粒体中表现出较长的半衰期和较低的内在清除率，其口服生物利用度高达61.1%，显示出优于Dac85的药代动力学特性。在NSG小鼠的系统性白血病模型中，每日口服给予40 mg/kg的Dac590显著延长了小鼠的生存期，而相同给药方式下Dac85未能展现出抗白血病活性，这进一步凸显了Dac590作为口服FTO抑制剂在AML治疗中的潜力。图片来源：ACS④Dac590与DAC协同抑制AML细胞增殖研究团队进一步探索了Dac590与DNA低甲基化剂地西他滨（DAC）联合使用在抑制急性髓系白血病（AML）细胞增殖方面的协同效应。通过分析癌症依赖图谱（DepMap）数据库，发现AML对DAC的敏感性高于实体瘤，但DAC单药治疗的临床效果受限于AML患者的内在耐药性。实验结果表明，Dac590显著增强了DAC在AML细胞系中的生长抑制效果，尤其是在NB4和MOLM-13细胞中，展现出最高的协同效应评分。此外，Dac590单独使用就能降低DNMT1蛋白水平，且这种降低效果在与DAC联合使用时更为显著。由于DNMT1介导5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）向5-甲基胞嘧啶（5mC）的转化，研究团队检测了DNA甲基化模式，发现Dac590能协同DAC增强5mC的减少，表明两者具有协同的低甲基化活性。为了验证这一发现的临床相关性，研究团队在患者来源的原发性白血病细胞（PDCs）中评估了Dac590和DAC的联合效应，结果表明Dac590增强了PDCs对DAC的敏感性，进一步证实了Dac590与DAC联合使用在AML治疗中的潜力。图片来源：ACS⑤Dac590增强DAC在体内的抗白血病疗效为了进一步验证Dac590与DAC联合治疗在体内的协同效应，研究团队建立了MOLM-13细胞衍生的系统性白血病小鼠模型，并将小鼠随机分为四组，分别接受Dac590单药治疗、DAC单药治疗、联合治疗（Dac590+DAC）以及对照组治疗。研究结果显示，与对照组相比，Dac590单药治疗和DAC单药治疗均能延长小鼠的生存期，而联合治疗组的小鼠生存期延长更为显著，表明Dac590与DAC联合使用具有更强的抗白血病效果。此外，无论是单药治疗还是联合治疗，均未观察到对小鼠体重或健康产生不良影响，这进一步证实了Dac590与DAC联合治疗在AML治疗中的潜力和耐受性。总结本研究通过结构引导设计和简洁合成，成功开发了Dac590这一FTO抑制剂的三环苯甲酸衍生物。Dac590展现出低纳摩尔级别的FTO抑制活性以及对AML细胞系和原代白血病细胞的强效抗增殖作用。机制研究表明，Dac590通过抑制FTO及其下游靶基因的活性发挥抗白血病效果。值得注意的是，Dac590作为一种强效的口服FTO抑制剂，在体内实验中显著抑制了白血病的进展，并延长了生存期，且未引发毒性反应，凸显了其作为AML治疗药物的潜力。Dac590与低甲基化剂DAC的协同作用进一步揭示了其治疗多功能性。通过联合FTO抑制和DNA低甲基化，Dac590增强了DAC的抗增殖效果，并降低了AML细胞中的DNMT1蛋白水平和5mC含量。这种协同作用可能源于FTO抑制通过表观转录组调控与DNMT1抑制通过表观遗传调控相结合，共同破坏白血病信号通路。为了推动这一骨架结构向临床转化，未来的研究将优先进行合理的结构优化，以增强FTO的选择性和活性，从而推动针对AML的靶向治疗药物的开发，并拓展其在其他FTO驱动的恶性肿瘤中的潜在应用。同时，将通过调整logP值、代谢稳定化策略和前药衍生化来系统地优化药代动力学特性，以改善药物的成药性。此外，还将实施严格的毒性评估，以巩固该化合物的转化基础。总体而言，本研究表明，使用口服生物利用度高的Dac590靶向FTO是AML治疗的有前途的策略。Dac590作为单药以及与DAC联合使用的强大抗白血病效果，为后续研究提供了有力的依据。这项工作不仅推进了我们对FTO作为治疗靶点的理解，还为改善AML患者的治疗结果开辟了新途径。参考来源：https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5c00566w声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

过氧化物还原酶（Peroxiredoxins, PRDXs）是一类过氧化物酶蛋白家族，参与清除细胞内过量活性氧（ROS），维持机体氧化还原平衡。作为细胞中最丰富的抗氧化酶之一，PRDX1在许多肿瘤中过表达，使得肿瘤细胞免受ROS诱导的氧化应激损伤，促进恶性转化。因此可通过抑制其酶活性增加细胞内活性氧含量，促进癌细胞凋亡，达到治疗癌症的目的。开发具有抑制PRDX1酶活性的小分子药物、调控细胞内氧化还原的稳态从而针对性的治疗相关疾病具有重要的意义。针对以上问题，中科中山药物创新研究院罗成课题组采用组合化学的平行合成策略在微孔板上原位构建了一个包含2720个雷公藤红素衍生物的化合物库，经过两轮原位高通量筛选及进一步的生物验证，快速发现了一系列强效的靶向PRDX1蛋白的选择性抑制剂。于6月23日在Journal of Medicinal Chemistry上发表了题为“Rapid Discovery of Celastrol Derivatives as Potent and Selective PRDX1 Inhibitors via Microplate-Based Parallel Compound Library and In Situ Screening”的研究论文。在前期研究中，罗成课题组开发了一种新的靶标富集排序工具OTTER（在线服务器http://otter-simm.com/otter.html），发现雷公藤红素抗结肠癌的新靶标过氧化物还原酶PRDX1。并解析出了PRDX1与雷公藤红素的共晶结构（STTT 2023）。在此基础上，通过改造雷公藤红素发现了PRDX1的高选择性抑制剂脲基环丁烷甲酸甲酯衍生物15（JMC 2024）；发现了中药活性分子迷迭香酸选择性稳定PRDX1酶活性缓解非酒精性脂肪肝炎的机制和药效（Nat Commun 2025）；发现了丹酚酸B可以增强PRDX1-DOK3互作，并通过抑制浆细胞分化来防止类风湿性关节炎进展（APSB 2025）。在该工作中，研究人员通过分析前期团队解析的泛PRDX家族抑制剂雷公藤红素与PRDX1的共晶结构，发现雷公藤红素的C-20位点附近存在未被占满的化学空间，且该位点在PRDX家族并不保守。该团队以雷公藤红素为基本骨架，运用组合化学中平行合成的策略，在微孔板上构建了两个平行反应化合物库，共包含2720个雷公藤红素C-20衍生物。研究人员随后通过两轮原位筛选，其中化合物LC-PDin06表现出最优的抑制PRDX1蛋白活性 (IC50 = 0.042 μM) 和优异的PRDX家族选择性 (PRDX2/3/4/6, IC50 > 50 μM)，与雷公藤红素相比其抑制效果提高了4.6倍。该研究还得到了LC-PDin20与PRDX1C52SC83S, 1-175aa的复合物晶体结构。基于微孔板构建化合物库快速发现靶向PRDX1抑制剂的设计思路和流程在抗胃肠癌细胞增殖能力的验证实验中，LC-PDin06表现出个位数微摩尔水平活性，这表明LC-PDin06是一种有效的靶向PRDX1的选择性抑制剂，为开发靶向PRDX1蛋白治疗相关疾病的小分子药物奠定了基础。中山药创院与南京中医药大学联合培养硕士生陈双、上海药物所与南京中医药大学联合培养硕士生王震宇为该论文的共同第一作者。中山药创院罗成课题组的熊欢副研究员、金路助理研究员和上海中医药大学张豪研究员为本论文的共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、中山市科技局等项目的资助，并得到了国家蛋白质中心（上海）、上海同步辐射光源的支持。https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5c00433声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

撰文丨王聪编辑丨王多鱼排版丨水成文靶向 PD-1 的免疫检查点阻断（ICB）疗法为部分癌症患者带来了长期的临床益处。然而，只有 10%-30% 的实体瘤患者对 PD-1 阻断疗法有响应，而且一些部分有响应的患者最终仍会出现癌症进展。因此，探究无响应的原因并找到提高癌症免疫疗法疗效的可行方法迫在眉睫。近期，抗 PD-1 抗体与化疗药物或靶向治疗药物联合治疗的临床结果令人鼓舞。在临床前的小鼠模型和观察性癌症患者队列中，酪氨酸激酶抑制剂（TKI）与 PD-1/PD-L1 抑制剂的联合疗法优于单药治疗，但仍有部分癌症患者对联合疗法的响应率较低。尽管潜在机制尚不明确，但有证据表明，TKI 可调控肠道微生物群，这促使我们探究肠道微生物群与 TKI 之间的相互作用是否会影响免疫检查点阻断（ICB）疗法的治疗效果。近日，中国药科大学王广基院士、单云龙副研究员、周芳研究员及南京中医药大学陆茵教授作为共同通讯作者，在 Cell 子刊 Cell Host & Microbe 上发表了题为：Microbiota-derived urocanic acid triggered by tyrosine kinase inhibitors potentiates cancer immunotherapy efficacy 的研究论文，该论文被选为六月刊封面论文。该研究揭示了酪氨酸激酶抑制剂（TKI）通过诱导肠道细菌 Muribaculum gordoncarteri 来源的尿刊酸（Urocanic acid，UCA）下调肿瘤血管内皮细胞 CXCL1 表达，进而重塑肿瘤免疫微环境，增强免疫检查点阻断（ICB）疗法的治疗效果。宿主与肠道微生物群之间的相互作用会影响癌症的发展进程和治疗反应。尽管酪氨酸激酶抑制剂（TKI）与免疫检查点阻断（ICB）疗法的联合使用，改善了癌症治疗效果，但仍有部分癌症患者对治疗响应不佳，这种异质性的潜在介导因素尚不清楚。在这项最新研究中，研究团队证明了 TKI 可通过增加肠道细菌 Muribaculum gordoncarteri 及其代谢产物尿刊酸（Urocanic acid，UCA）的丰度来增强免疫治疗反应。该研究表明，UCA 可通过抑制肿瘤血管内皮细胞中的 p65 来减少髓源性抑制细胞（MDSC）的募集，其机制涉及 CXCL1-CXCR2 信号轴。从机制上来说，UCA 选择性地与 IκBα 的天冬氨酸 31 残基结合，并抑制其在丝氨酸 32 位点的磷酸化。与无应答者相比，临床上对免疫检查点阻断（ICB）疗法有应答者的粪便中 UCA 浓度更高，Muribaculum gordoncarteri 的水平也更高，这表明两者均可作为 ICB 治疗响应的潜在预测生物标志物。该研究的核心发现：TKI 增加了 Muribaculum 菌的丰度及其代谢产物 UCA 的水平；UCA 与 IκBα 结合并抑制内皮细胞中 NF-κB 的激活；UCA 通过减少 CXCL1 介导的髓源性抑制细胞（MDSC）浸润来增强对抗 PD-1 单克隆抗体的敏感性；临床上 ICB 治疗响应者体内 UCA 和 Muribaculum gordoncarteri 的水平更高。总的来说，该研究揭示并强调了肠道微生物代谢产物尿刊酸（Urocanic acid，UCA）在癌症患者对免疫检查点阻断（ICB）疗法的响应中发挥重要作用。中国药科大学王广基院士、单云龙副研究员、周芳研究员及南京中医药大学陆茵教授作为论文共同通讯作者，中国药科大学张梦莹博士、南京中医药大学韦忠红副教授和南京医科大学附属淮安第一医院卫彬副主任医师为论文共同第一作者。论文链接：https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(25)00155-6设置星标，不错过精彩推文开放转载欢迎转发到朋友圈和微信群 微信加群 为促进前沿研究的传播和交流，我们组建了多个专业交流群，长按下方二维码，即可添加小编微信进群，由于申请人数较多，添加微信时请备注：学校/专业/姓名，如果是PI/教授，还请注明。点在看，传递你的品味