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引言Von Hippel-Lindau（VHL）蛋白在明确细胞肾细胞癌（ccRCC）中经常发生突变，是氧化应激中涉及的缺氧诱导因子（HIF）的主要调节因子。然而，VHL是否具有HIF-独立的抑制肿瘤活性仍然不太清楚。2024年2月15日，浙江大学许大千、吕志民及哈尔滨医科大学雷博共同通讯在EMBO Journal 在线发表题为“VHL suppresses autophagy and tumor growth through PHD1-dependent Beclin1 hydroxylation”的研究论文，该研究证明VHL抑制营养应激诱导的自噬，其在散发性ccRCC标本中的缺失与自噬水平显著升高，并与患者预后较差相关。在机制上，VHL直接结合自噬调节因子Beclin1，其在Pro54上的PHD1介导的羟基化之后。这种结合抑制Beclin1-VPS34复合物与ATG14L的结合，从而抑制了营养缺乏时的自噬起始。非羟基化的Beclin1 P54A的表达使VHL介导的自噬抑制失效，并显著减少了VHL的肿瘤抑制效应。此外，Beclin1 P54-OH水平与野生型VHL表达的人ccRCC标本中的自噬水平呈负相关，并与患者预后不良相关。此外，将VHL缺失的小鼠肿瘤与自噬抑制剂和HIF2α抑制剂联合治疗能够抑制肿瘤生长。这些发现揭示了VHL抑制肿瘤生长的一个意想不到的机制，并暗示了通过联合抑制自噬和HIF2α治疗ccRCC的潜在方法。Von Hippel-Lindau（VHL）肿瘤抑制基因的体细胞突变在散发性肾细胞癌（RCC）中普遍存在，其中明确细胞肾细胞癌（ccRCC）是最常见的亚型。VHL蛋白（VHL）作为一个伏林支架蛋白（CUL2）-环泛素连接酶复合物的底物识别模块，结合到缺氧诱导因子（HIF）1/2α上。这种结合依赖于HIF1/2α中两个保守脯氨酸残基的水化，由脯氨酸羟化酶酶（PHD1，又称EGLN2）、PHD2（EGLN1）和PHD3（EGLN3）催化，这些酶需要氧气作为辅基质。因此，PHD介导的HIF1/2α水化导致VHL介导的HIF1/2α泛素化和在正常氧化条件下降解，但在低氧条件下，PHD的活性被低氧水平抑制，导致增强的HIF1/2α表达诱导下游基因表达。VHL患者肾脏中出现的VHL缺陷病变显示出HIF和HIF靶基因的增加，小鼠VHL–/– ccRCC异种移植实验显示HIF2α促进肿瘤的作用，而HIF1α限制肿瘤的作用。然而，一些VHL–/–ccRCC细胞系不受HIF2α活性操纵的影响，一些VHL突变的ccRCC对HIF2α抑制剂治疗具有抵抗性，这表明VHL缺陷通过尚未确定的和与HIF2α无关的机制促进肿瘤发展。模式图（Credit: EMBO Journal）自噬在癌细胞中经常失调，并在肿瘤发生中起着关键作用。癌细胞可以具有高水平的基础自噬，通过利用自噬分解产物，如氨基酸、核苷酸、碳水化合物和脂肪酸，进行生物合成和能量生成，来增加自噬，从而生存于微环境应激，并增加生长和侵袭性。在自噬启动期间，自噬体核形成需要一个复合物，在这个复合物中，哺乳动物Beclin1（酵母中的APG6）招募III型磷脂酰肌醇3激酶VPS34来生成磷脂酰肌醇3磷酸（PI（3）P），以便结合具有PI（3）P结合结构域的蛋白质，从而调节细胞内的内部运输和自噬体形成。与VPS34形成复合物的ATG14L与Beclin1相互作用，并将VPS34以及其膜锚VPS15靶向到前自噬体结构，并促进自噬体-内吞体融合。除了通过含有ATG14L的Beclin1/VPS34调节自噬外，Beclin1/VPS34还形成与UV辐射抵抗相关基因（UVRAG）的不同复合物，以调节内吞运输。AMP激活的蛋白激酶（AMPK）、雷帕霉素抑制的机械靶向拉帕霉素样激酶-1（ULK1）、磷酸甘油酸激酶-1（PGK1）和Bcl-2依赖的调节Beclin1/VPS34/ATG14复合物在自噬活动中发挥重要作用。然而，肿瘤抑制因子是否以肿瘤类型特异的方式直接和差异地调节Beclin1/VPS34/ATG14L复合物活性和自噬仍然未知。该研究证明VHL通过直接与由PHD1水化的Beclin1结合并抑制ATG14与Beclin1/VPS34的结合来抑制ccRCC细胞中营养应激诱导的自噬。Beclin1 P54A敲入表达使VHL介导的自噬抑制失效，并促进肿瘤生长。原文链接https://doi.org/10.1038/s44318-024-00051-2责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版）热文Nature | 破除传统：为何我们需要重新思考肿瘤的命名方式热文Nature | 2024年值得关注的七项技术热文Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望热文Nature | 癌症与神经系统的致命舞蹈

▎药明康德内容团队编辑根据中国国家药监局药品审评中心（CDE）官网，在刚刚结束的1月，有60余款1类新药首次在中国获得临床试验默示许可。按照新注册分类，“1类新药”是指尚未在全球任何国家和地区获批上市的药物，这类新药往往代表了药物研发领域的前沿方向。本文中就让我们来看看1月份获批临床的1类新药都有哪些？又有望惠及哪些患者？（扫描下方二维码，即可获得“2024年1月首次在中国获得临床试验默示许可的1类新药”PDF文件）从药物类别来看，在获批临床的64款1类新药中，有58 %（37款）为化药，42%（27款）为生物药。它们拟开发的适应症涵盖了肿瘤、炎症性疾病、心血管疾病、代谢性疾病、疼痛等多种疾病。其中，抗肿瘤新药数量占比最多，有近50%，主要针对实体瘤（多为晚期），涉及肝癌、非小细胞肺癌、转移性去势抵抗性前列腺癌、晚期不可切除或转移性微卫星高度不稳定型或错配修复缺陷型实体瘤等；少数针对血液瘤（5%），涉及多发性骨髓瘤、髓系白血病等。数据来源：CDE网站，医药观澜制图从药物类型来看，这些1类新药涵盖了新药开发的多种形式，包括小分子靶向疗法、抗体药物、各种偶联药物（XDC）、细胞和基因疗法（CGT）等等。其中，小分子靶向疗法、抗体药物、CGT相关新药数量较多。在小分子靶向疗法中，除了少数激动剂外，绝大多数新药为抑制剂。这些抑制剂针对的靶点包括TYK2、PHD2、KRAS G12C、Nav1.8、CYP11A1等等。其中，有多款新药靶向“合成致死”新靶点，例如先声药业的USP1小分子抑制剂SIM0501、勤浩医药的KIF18A抑制剂GH2616、阿斯利康（AstraZeneca）的靶向MTA和PRMT5复合物的新一代PRMT5抑制剂AZD3470、诺华（Novartis）的潜在“first-in-class”WRN抑制剂HRO761等等。在CGT领域：来自康霖生物、本导基因、中吉智药的几款自体干细胞药物获批临床，拟用于输血依赖型β-地中海贫血；百吉生物的TCR-T疗法BRL03、普众发现的UCAR-T疗法AMT-116、 华夏英泰的STAR-T疗法YTS104和美杰赛尔的PD-1基因编辑T细胞注射液等多款T细胞疗法新药也获批临床，拟用于治疗实体瘤和血液瘤；此外，还有几款AAV基因治疗药物获批临床拟治疗罕见病，如凌意生物的LY-M001注射液拟用于治疗I型或III型戈谢病、至善唯新的ZS805注射液拟用于治疗法布雷病。图片来源：123RF1月也有多款抗体类药物获批临床，拟用于治疗不同类型的适应症。例如，博锐生物与恩沐生物联合开发的创新三特异性抗体BR115、神州细胞CD38单抗SCTC21C、百时美施贵宝的BCMA和CD3双特异性抗体alnuctamab等获批临床，拟用于治疗各种血液瘤和实体瘤；舒泰神的抗 NGF全人源 IgG1 单抗STSA-1001获批临床，拟用于治疗癌痛；赛诺菲的潜在“first-in-class”单抗amlitelimab获批临床，拟用于治疗成年中重度特应性皮炎；神州细胞重组抗 IL-17 单抗SCT650C获批临床，拟用于治疗中至重度斑块状银屑病。此外，还有多款XDC获批临床，包括第一三共/默沙东合作开发的CDH6靶向ADC药物DS-6000a、爱科瑞思的5T4靶向ADC药物ACR246、惠永制药的GRP78靶向PDC药物LN005、星联肽的Nectin-4靶向PDC药物SC-101等。除了上述提到的产品类型，还有许多其它1类新药也于1月获批进入临床，或者获批开展针对新适应症的临床试验。限于篇幅，本文不再一一介绍。希望这些新药后续临床研究顺利进行，早日造福患者！如果您想了解更多内容，请扫描下方二维码，获取2024年1月首次在中国获得临床试验默示许可的1类新药的PDF文件。参考资料：[1]中国国家药监局药品审评中心（CDE）官网.Retrieved Jan 31，2024, from https://www.cde.org.cn/main/xxgk/listpage/4b5255eb0a84820cef4ca3e8b6bbe20c[2]各公司官网及新闻稿本文来自药明康德内容团队，欢迎个人转发至朋友圈，谢绝媒体或机构未经授权以任何形式转载至其他平台。转载授权请在「医药观澜」微信公众号留言联系我们。其他合作需求，请联系wuxi_media@wuxiapptec.com。免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。

药物研发时间、提高研发成功率并节约研发成本。传统的药物设计方法包括生物电子等排、分子杂交、构象限制、骨架跃迁等。今天向大家介绍药物化学家们常用的骨架跃迁策略，该策略已成功应用于临床前及临床/上市药物的开发。什么是骨架跃迁1999 年，ETH的计算机辅助药物设计专家Gisbert Schneider 提出了“骨架跃迁” 的概念，用于形容具有不同分子骨架的同功能化学结构。此后，骨架跃迁越来越多地用于小分子药物发现，它提供了一种新的药物设计方法，将已知活性化合物的主骨架进行合理替换，产生与母体化合物3D结构相似，但具有潜在更优特性、可专利的新分子。骨架跃迁也被称为先导跃迁、骨架搜索、骨架变形。Gisbert Schneider在药物、临床候选药物和临床前活性分子的结构修饰中，经常可以看到各种形式的骨架跃迁策略，对分子主骨架进行替换的同时保留关键的作用基序。常用的骨架跃迁策略包括杂环取代、开环/闭环、伪肽和拟肽以及基于拓扑形状的骨架跃迁。杂环取代是架跃迁的最简单形式，涉及取代或替换活性分子结构中核心的杂/碳环主链中的碳原子和杂原子，同时保持药效基团几乎不发生改变（图1a）。一般来说，这种策略可以获得保持关键配体-靶标结合相互作用的新化学结构，并且可以改善化合物理化性质和PK特性。环的打开和闭合通过改造化学结构中的环来构建新颖的骨架（图1b）。闭环可以通过减少不必要的构象灵活性来避免脱靶相互作用。开环则可以增加类似物的柔性以允许更有效地结合到靶标口袋。该策略同样可以改善药物特性，包括膜的渗透性、溶解度和吸收。伪肽和肽模拟物则是通过对强生物活性的内源蛋白进行结构模拟，用非肽的结构替换内源蛋白的易代谢肽主链，来提高化合物的代谢稳定性和生物利用度（图1C）。基于拓扑形状的骨架跃迁是结构变化最大的骨架跃迁策略，生成了一个全新的分子骨架，但同时保留配体与靶标的分子相互作用（图1d ）。在此类别中，原有结构基序被替换为可以显示相似的结合特性、3D 形状和电势特征的适当基团。这种新的化学结构主要是通过计算机辅助设计产生的，因此，基于拓扑形状的骨架跃迁有时也被称为基于结构的虚拟筛选。骨架跃迁的成功案例：从上市药物到上市药物著名药理学家、诺贝尔医学奖获得者詹姆斯·怀特·布莱克曾说，“发现新药最富有成果的方法是从旧药开始”。越来越多例子表明，基于旧药物的分子结构，使用骨架跃迁策略是一种十分有效的新药开发手段。"2018 年，FibroGen 和 Astellas Pharma Inc. 合作开发了缺氧诱导因子 (HIF) 脯氨酰羟化酶 (PHD) 抑制剂Roxadustat ( IIa )，该分子具有异喹啉核心骨架，用于治疗与慢性肾病相关的症状性贫血。Akebia Therapeutics Inc.通过用吡啶环对 Roxadustat 的异喹啉母核进行替换，同时保留了其他主要分子特征，获得了Vadadustat ( IIb )。Vadadustat 对人 PHD1、2 和3的Ki值分别为 0.19、0.26 和 0.56 nM，均显著优于Roxadustat，同时也具有更短的半衰期和更高的生物利用度，最终于2020年6月获得日本PMDA批准上市。从Roxadustat到Vadadustat的骨架跃迁吉非替尼（Iressa™）（IIc）由阿斯利康开发，是第一个表皮生长因子受体（EGFR）抑制剂，用于治疗乳腺癌、肺癌和其他某些类型的癌症。从吉非替尼到博舒替尼的骨架跃迁骨架跃迁的成功案例：从上市药物到临床试验药物同样还是Roxadustat，共晶结构（PDB: 2G19）显示，3-羟基吡啶甲酰甘氨酸是Roxadustat结合PHD2催化位点的关键药效团，其关键作用力包括与亚铁离子的双齿配位键、羧基与Arg383之间的离子键，以及酚羟基与Tyr303之间的氢键。Zang等人通过骨架跃迁的方式，将异喹啉母核替换为刚性且线性的5-炔基吡啶母核( IIIb )，得到了一类具有新结构的PHD2抑制剂，其活性提升接近10倍，口服生物利用度也达到了54%，具有比Roxadustat更高的安全性和PK特性，目前正处于I期临床试验当中。基于Roxadustat的骨架跃迁西那卡塞(Cinacalcet ，IIIc )由NPS Pharmaceuticals Inc，作为一种上市的拟钙剂，能激活甲状旁腺中的钙受体，从而降低甲状旁腺素(PTH)的分泌，进而降低血浆钙离子浓度，用于接受透析的慢性肾病病人的甲状旁腺功能亢进症。由于其cLogP和pKa均较高，导致PK性质不佳。Lupin Pharmaceutical在西那卡塞的基础上采用骨架跃迁的策略，引入新的环系以及杂原子，开发出了LNP1892 ( IIId )，cLogP和pKa均明显降低，并在I期临床试验显示出出色的安全性和PK特性，目前正处于II期临床试验中 (NCT02174237)。从Cinacalcet到LNP1892的骨架跃迁骨架跃迁的成功案例：从临床试验药物到临床试验药物GLPG1837 ( IVa )是一种囊性纤维化跨膜电导因子 (CFTR)的增强剂，可通过增加细胞表面CFTR蛋白的门控活性来增加缺陷型CFTR蛋白的功能，已在携带 G551D突变的囊性纤维化(CF)患者中完成了IIa期临床试验 (NCT02707562)，虽然它表现出很高的CFTR活性，但需要每天两次500 mg的高剂量才能获得与标准治疗药物Ivacaftor相当的CFTR活性。基于 GLPG1837 和 ivacaftor 的结构，研究人员进一步优化出一个基砜-噻吩-甲酰胺 ( IVb )骨架分子，但该系列结构均有较强的遗传毒性。于是通过骨架跃迁策略将2-氨基噻吩-3-甲酰胺母核替换为3-氨基吡啶酰胺骨架，该骨架不仅保持了原2-氨基噻吩-3-甲酰胺的分子内氢键，保留分子的平面性，同时完全消除了原分子的遗传毒性，并具有良好的CFTR活性和PK特性（T 1/2 = 8.9 h，Vss = 1.1 l/kg，Cl/Clunb = 2.7升/小时/千克）。骨架跃迁的成功案例：从表型筛选Hit到临床试验药物通过对化合物库的抗抗沃尔巴克氏体活性筛选得到了噻吩并嘧啶化合物AWB124 ( Vd )，其EC50达到了29 nM。将其作为先导化合物进行骨架跃迁得到了化合物Ve，用苯环替换了噻吩环，溶解度从3.7 μM提升到25 μM，但活性下降，再用吡啶替换化合物Ve的苯环，并对其他取代基进行SAR优化，得到化合物Vf，活性较Vd提升10倍，溶解度提升接近70倍。在沃尔巴克氏体感染模型进行的动物体内研究中，Vf杀灭了超过90%的沃尔巴克氏体。因此，其被确定为一流、高效、特异性的抗沃尔巴克氏体药物，并已进入I期临床试验（NCT05084560）。骨架跃迁策略之所以重要，主要有以下三个原因：(i) 如果开发项目中现有的先导系列分子表现出较差的 ADMET和 PK 特性，骨架跃迁可以为改研究项目提供备选分子；(ii) 原始分子中的骨架/环合成起来很困难时，骨架跃迁策略可以提供预期相似的易合成分子；(iii)能够提供不被现有专利覆盖的全新药物分子。因此，在平时的药物设计开发中有意识的使用骨架跃迁等策略，将能帮助我们改善现有分子特性、获取全新分子骨架并最终发现优良的候选药物分子。参考：1.https://en.wikipedia.org/wiki/Gisbert_Schneider2.Chen N et al. Roxadustat for Anemia in Patients with Kidney Disease Not Receiving Dialysis. N Engl J Med. 2019 Sep 12;381(11):1001-1010.3.Langdon SR et al. Bioisosteric Replacement and Scaffold Hopping in Lead Generation and Optimization. Mol Inform. 2010 May 17;29(5):366-85.4.Nakano H et al. Sparse Topological Pharmacophore Graphs for Interpretable Scaffold Hopping. J Chem Inf Model. 2021 Jul 26;61(7):3348-3360.5.Acharya A et al. Molecular medicinal insights into scaffold hopping-based drug discovery success. Drug Discov Today. 2024 Jan;29(1):103845.封面图来源：123rf追缉阿尔茨海默病致病元凶，人类用120年等到仑卡奈单抗股价涨超170%！歌礼跟涨11%，Sagimet宣布2期临床试验成功2023年，这些中国生物技术公司出现扭亏为盈点击阅读原文，查看更多精彩内容