MCE公司：新型 EGFR 小分子抑制剂（克服 L858R/T790M 突变）的发现

肺癌是威胁人类健康和生命的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率增长在近年来明显增高，尤其是男性的肺癌发病率和死亡率均占所有恶性肿瘤的第一位。其中非小细胞肺（NSCLC）癌约占所有肺癌的 80%。

目前针对非小细胞肺癌最有效的手段是个体化靶向治疗，常见的靶点有 C-met、ALK 和 EGFR。有研究表明 [1],在非小细胞肺癌患者体内,表皮生长因子受体（EGFR）的突变最为常见，其中约 30%~40% 的亚洲 NSCLC 患者在确诊时携带 EGFR 突变，尤其是无吸烟史的中年女性。因此，EGFR 抑制剂成为肺癌治疗的最大研究热点之一。

目前 EGFR 抑制剂共有四代，其中第一代的代表性抑制剂为吉非替尼和厄洛替尼，第二代的代表性抑制剂为阿法替尼，第三代的代表性抑制剂为 AZD9291 和 CO1686（5），第四代代表性抑制剂为 EAI045 。由于第一代抑制剂出现的耐药性问题,使得以后的抑制剂都在针对耐药基因突变来设计抑制剂结构。主要的耐药突变有 L858R/T790M 双突变和 C797S 。Hao Y 等[2], 针对 EGFR T790M 突变设计了第三代 EGFR 抑制剂。作者将已报道的化合物 5 和化合物 7 进行分子融合和骨架跃迁，获得一系列新骨架类型的 EGFR 三代抑制剂，其中化合物 20g 各方面药理数据最优，其对野生型 EGFR 蛋白的选择性为 263 倍，在细胞中的选择性为 35.5 倍。体内抗肿瘤实验表明，H1975 细胞移植瘤小鼠的肿瘤抑制率为 73.2%，在 A431 细胞移植瘤小鼠的肿瘤抑制率为 37.2%。（图1）

图1 化合物 **20g** 的设计（图片来源：《J. Med. Chem.》）

化合物 5（CO1686）和化合物 7 是已报道的针对 EGFRL858R/T790M 双突变的三代抑制剂。作者将两个分子与 EGFR 蛋白的结合模式进行叠合，发现它们存在着很多相似的结合模式：1）氨基嘧啶部分可以与蛋白铰链区的 Met793形成两个氢键作用；2）左侧的亲水尾部伸向溶剂区；3）右侧的丙烯酰胺部分与蛋白的 Cys797 形成共价键。此外，由于 EGFR 发生 T790M 突变，诱导蛋白中出现两个口袋（S1 和 S2），其中化合物 5 的三氟甲基占据 S1 口袋，化合物 7 的N-甲基占据 S1 口袋。作者设想通过分子融合和骨架跃迁的策略设计化合物 14a，使其能够同时占据 S1 和 S2 口袋，进一步提高活性和选择性。分子对接结果显示，化合物 14a 在保留了以上相互作用的基础上，R3 位置的甲基可以伸向 S2 口袋，这与他们的设计初衷相符合。（图2）体外酶活性结果显示，化合物 14a 对 EGFRL858R/T790M 和 EGFRWT 的酶活性分别为 46 nM 和180 nM ,选择性仅为 4 倍。细胞实验表明，化合物对 H19751 细胞株（表达EGFR-L858R/T790M ）和 A431 细胞株（过表达 EGFRWT）均活性较弱，IC50 大于 10 μM。随后作者通过在 R3 位置引入取代基来改善化合物的细胞透膜性，以及对伸向溶剂区的部分进行改造，最终获得了选择性高活性好的化合物 20g，其对 EGFRL858R/T790M 和 EGFRWT 的酶活性分别为 0.3 nM 和 79 nM，选择性高达 263 倍。

图2.（A）化合物 5 和 7 的结构；（B）化合物 5 和 7 与 EGFR 蛋白结合的分子叠合图；（C）化合物 **14a** 与 EGFR 蛋白的分子对接图；（D）新骨架化合物与靶蛋白的 2D 模式图。（图片来源：《J. Med. Chem.》）

Western Blot 实验进一步评价化合物 20g 对 EGFR 信号通路的影响，结果如图3所示，化合物 20g 在 1 nM 浓度下可以抑制 H1975 细胞（表达 EGFR-L858R/T790M ）中 EGFR 蛋白的磷酸化以及下游 AKT 蛋白的磷酸化。而在 A431 细胞株（过表达 EGFRWT）中，只有浓度达到 100 nM 时才对EGFR 和 AKT 的磷酸化产生抑制。这一结果表明，化合物 20g 在细胞水平具有很好的选择性，并且靶向 EGFRL858R/T790M。

图3. Western Blot 实验（图片来源：《J. Med. Chem.》）

体内药效实验表明， 50 mg/kg 口服给药 14天后，化合物 20g 可以显著抑制 H19751 移植瘤小鼠的肿瘤生长，肿瘤抑制率达到 73%，实验前后小鼠体重没有显著影响，证明化合物没有明显的毒性。而对于 A431 移植瘤小鼠模型，50 mg/kg 口服给药 14 天后，化合物 20g 对小鼠肿瘤的抑制率较低。（图4）

图4. 化合物 **20g**的体内抗肿瘤实验。（图片来源：《J. Med. Chem.》）

小M 的小思考：

随着精准医疗时代的到来，其相比传统诊疗手段具有更高的精准性。人们通过基因测序寻找个体化癌症突变基因，从而迅速确定对症药物。这不仅节约寻找治疗方法的时间，还可以提升治疗效果。 EGFR 突变具有其独特的患病人群，针对这一人群发展靶向 EGFR 突变的药物可以更有效的治疗非小细胞肺癌患者。Hao Y 等通过分子融合和骨架跃迁的方法获得高选择性和高活性的三代EGFR 抑制剂（20g），为治疗非小细胞肺癌患者提供了新的化学实体分子。

参考文献

[1] Hamaguchi R,etal. Effects of anAlkaline Diet on EGFR-TKI Therapy in EGFR Mutation-positive NSCLC. Anticancer Res. 2017Sep;37(9):5141-5145.

[2] Hao Y, et al.Design, Synthesis, and Biological Evaluation of Pyrimido[4,5- d]pyrimidine-2,4(1 H,3 H)-diones as Potent and SelectiveEpidermal Growth Factor Receptor (EGFR) Inhibitors against L858R/T790M Resistance Mutation. JMed Chem. 2018

相关产品

AZD-9291 (Osimertinib;Mereletinib)

AZD-9291 是不可逆的突变体选择性 EGFR 抑制剂；对 EGFRL858R 和EGFRL858R/T790M 的 IC50 值分别为 12 和 1 nM。

Gefitinib

Gefitinib 是一种有效的表皮生长因子受体 (EGFR) 抑制剂，在 NR6wtEGFR 细胞中，IC50 值为 2-37 nM。

CO-1686

CO-1686 是一种可口服的 EGFR 抑制剂，能够抑制 EGFRL858R/T790M 和 EGFRWT 的活性，IC50 值分别为 21.5 nM 和 303.3 nM。

EAI045

EAI045 是突变体 EGFR 变构抑制剂，在 10 μM ATP 时抑制 EGFR，EGFRL858R，EGFRT790M 和 EGFRL858R/T790M 的 IC50 值分别为 1.9，0.019，0.19 和 0.002 μM。

MCE公司：新型 EGFR 小分子抑制剂（克服 L858R/T790M 突变）的发现相关推荐

Chem. Sci.|AlphaFold加速了人工智能药物的发现：一种新型CDK20小分子抑制剂
题目:AlphaFold accelerates artificial intelligence powered drug discovery: efficient discovery of a ...
MCE公司：抑癌蛋白新助手——USP7小分子抑制剂
转录因子p53蛋白是一种重要的抑癌蛋白,它能维持细胞的基因组稳定.防止基因突变,从而抑制肿瘤的发生.MDM2(murine double minute2)基因则是这一蛋白的主要负调控因子之一,因此,如 ...
针对谷氨酰胺运输体的小分子抑制剂
精准癌症治疗手段在运输体水平靶向谷氨酰胺代谢 ACST2 蛋白是谷氨酰胺进入癌细胞的主要转运蛋白.在肺癌.乳腺癌.结肠癌等癌症中,ACST2 蛋白水平的上调与患者存活率有关.当抑制 ACST2 基因 ...
USP7小分子抑制剂——抑癌蛋白新助手 | MedChemExpress
转录因子 p53 蛋白是一种重要的抑癌蛋白,它能维持细胞的基因组稳定.防止基因突变,从而抑制肿瘤的发生.但在近50%的人类癌症细胞中,p53 蛋白会因基因突变.异常降解等各种原因无法履行职责.而鼠双微 ...
HPPH偶联金属/小分子抑制剂/上转换纳米颗粒/点击化学/核壳磁性纳米粒子的方法
小编这里分享了科研内容HPPH偶联金属/小分子抑制剂/上转换纳米颗粒/点击化学/核壳磁性纳米粒子的方法,来看! 点击输入图片描述(最多30字) 制备光敏剂HPPH的方法: (1) 叶绿素-a的提取;( ...
焦脱镁叶绿酸-a修饰量子点/荧光/药物/小分子抑制剂/上转换纳米颗粒/树枝状聚合物
小编在这里为大家分享的科研内容是焦脱镁叶绿酸-a修饰量子点/荧光/药物/小分子抑制剂/上转换纳米颗粒/树枝状聚合物的相关研究,来看! 焦脱镁叶绿酸-a简介: 焦脱镁叶绿素-a是产物叶绿素a通过脱甲氧羰 ...
MCE公司：首个TLR8小分子抑制剂问世，或将治愈自身免疫病
作为TLRs家族中与自身免疫性疾病密切相关的受体TLR8,近年来逐步受到重视,目前已经发现了不少TLR8小分子激活剂,但其抑制剂一直未被发现.而最新的一项研究则填补了这项空白. Toll样受体(Tol ...
MCE公司：Wnt (wingless) / β-catenin通路中的小分子抑制剂
Wnt (wingless) / β-catenin通路是一条在生物进化中极为保守的信号通路,最新的研究证实,通过对该通路的控制,可促进癌细胞的凋亡. Wnt (wingless) / β-caten ...
AlphaFold蛋白质结构预测协助发现首个CDK20的小分子抑制剂
近年来,AlphaFold的横空出世在结构生物学领域实现了一场变革.这种能准确预测蛋白结构的AI系统,已经应用于生命科学研究的各个场景.去年7月,AlphaFold预测出98.5%的人类蛋白结构:现在 ...
TLR8小分子抑制剂或将治愈自身免疫病 | MedChemExpress
Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)是参与非特异性免疫(天然免疫)的一类重要蛋白质分子,也是连接非特异性免疫和特异性免疫的桥梁.TLRs家族中的TLR8,是识别单链RN ...

MCE公司：新型 EGFR 小分子抑制剂（克服 L858R/T790M 突变）的发现

MCE公司：新型 EGFR 小分子抑制剂（克服 L858R/T790M 突变）的发现相关推荐

最新文章

热门文章