BRD2

关注并星标CPHI制药在线 近日，中国国家药监局药品审评中心（CDE）官网公示，晶锐医药1类新药JRD-018片获批临床，拟开发治疗晚期恶性肿瘤。 JRD-018是一款可入脑的BET抑制剂，今年4月已经获美国FDA批准开展1期临床研究。晶锐医药拟开启1期临床试验并将针对晚期实体瘤患者进行招募，继而扩展到血液瘤、脑转移或原发性脑瘤，旨在探索JRD-018在患者中的安全性、耐受性、药代动力学以及初步抗肿瘤活性。 体内药效研究结果表明，JRD-018单独使用在脑胶质瘤模型、小细胞肺癌模型、非小细胞肺癌模型、髓性单核细胞白血病模型以及乳腺癌模型中均表现出良好的抗肿瘤活性。在临床前动物模型研究中，JRD-018已显示出良好的对脑转移或原发性脑瘤、恶性脑肿瘤的抑制效果。 表观遗传学靶点之BET 溴结构域和超末端结构域（bromodomain and extra terminal domain，BET）属于溴结构域蛋白家族，BET蛋白家族包含四个异构体BRD2、BRD3、BRD4、BRDT，它们的结构相似，在N端有2个串联的溴结构域（BD1和BD2）以及一个超末端结构域（ET）。BD1和BD2识别并结合乙酰化赖氨酸残基，与染色质重塑和基因转录的调控过程相关；ET结构域与多种转录因子相互作用。BET蛋白家族通过溴结构域与乙酰化的染色质结合，从而实现在表观遗传学水平上对基因表达进行调控。 BET蛋白家族在人体内表达广泛，与多种实体瘤和恶性血液性肿瘤、炎症、肥胖、肺纤维化等多种疾病的发生和发展密切相关。如原癌基因Myc在超过一半的肿瘤中过表达，BET抑制剂通过竞争性结合阻止BRD4与染色质结合，进而抑制Myc的转录，从而实现抑制肿瘤的目的。 BET抑制剂是一类新型抗癌药，这类药物在治疗血液癌症如白血病和淋巴瘤方面具有良好的前景。BET抑制剂能够通过阻断BET蛋白的功能从而抑制肿瘤生长。研发BET蛋白选择性抑制剂是目前的新方向。目前，一系列BET抑制剂正在临床试验中检验它们治疗包括白血病、淋巴瘤、脑瘤和骨髓瘤在内的多种癌症的疗效。 BET抑制剂：诺华高调购入，加思科、正大天晴加速推进 BET被认为是抗肿瘤药物研发潜力靶点。目前，全球药企针对该靶点已开发出多款药物，详见下表。在研BET抑制剂大多为小分子化学药，此外还包括蛋白水解靶向嵌合体（PROTACs）。适应症上，BET抑制剂主要被开发用于实体瘤和血液性肿瘤，其中部分还被开发用于治疗炎症性疾病如白癜风等。全球至今还尚无BET抑制剂获批，进度最快的就是MorphoSys的Pelabresib，是首个三期临床试验取得成功的BET抑制剂。MorphoSys围绕该药物布局了骨髓纤维化、恶性外周神经鞘瘤、多发性骨髓瘤等多项适应症。 Pelabrisib是由MorphoSys AG公司研制的first-in-class BET抑制剂，近期Pelabrisib治疗骨髓纤维化III期达到了主要研究终点SVR35（脾脏缩小超过35%），从214例患者的临床数据来看， Pelabrisib与JAK抑制剂芦可替尼联用24周，有65.9%的患者脾脏缩小超过35%，而对照组（芦可替尼与安慰剂）仅有35.2%的患者达到SVR35，实验组的疗效比对照组高30.4%。今年年初，诺华以29亿美元收购MorphoSys AG从而拥有了pelabresib这款BET抑制剂。诺华将基于III期MANIFEST-2研究的积极数据在今年下半年向FDA和EMA提交pelabresib联合芦可替尼治疗骨髓纤维化的上市申请。 ZEN-3694是一种领先的差异化BET抑制剂，被开发联合免疫检查点抑制剂、PARP抑制剂、MEK抑制剂、CDK4/6抑制剂、HDAC抑制剂治疗多种肿瘤。ZEN-3694可以降低BRCA1/2和RAD51等蛋白的DNA修复活性，以提高肿瘤细胞对PARP抑制的敏感性，当前用以治疗转移性去势抵抗性前列腺癌II期临床正在开展中。2019年8月，Zenith Epigenetics 与恒翼生物就该药签订超7800万美元的许可协议，授权恒翼生物获得ZEN-3694在中国（包括中国香港、中国台湾和中国澳门地区）的权益。 JAB-8263是加科思自主研发、具有全球知识产权的小分子BET抑制剂，临床前研究显示其对多种实体瘤和血液瘤均能发挥抗肿瘤作用。从公开数据来看，JAB-8263是同类临床项目中活性最强的BET抑制剂，有望在极低剂量下有效抑制多种肿瘤生长，和Pelabrisib相比具有巨大的差异化优势。目前，加科思正在中美两地开展JAB-8263的多中心、开放性I/IIa期临床研究，适应症涉及白血病及实体瘤。 TQB3617是正大天晴自主研发的一款具有全新化学结构的BET抑制剂，能够通过抑制BET蛋白功能减少c-Myc、NF-κB、Aurora B和BCL-2等致癌基因的异常表达，进而发挥抗肿瘤作用。临床前研究结果显示，TQB3617对BET家族的BRD2、BRD3、BRD4、BRDT蛋白均具有较强的抑制活性。TQB3617用于晚期恶性肿瘤的I期临床试验显示，2例骨髓纤维化患者在治疗第12周结束时，脾 脏体积较基线分别缩小13%和30%，展现出潜在的抗骨髓纤维化疗效。在28例接受疗效评估的淋巴瘤中，总缓解率（ORR）为39.3%（11/28），其中4例CR，7例PR。 Trotabresib（CC-90010）是一种新型、口服、可逆性、小分子BET抑制剂，可穿透高级别胶质瘤患者的脑肿瘤组织，临床前研究显示其可增强替莫唑胺（TMZ）的抗肿瘤作用。已公布的1b/2期开放标签、剂量探索研究结果显示：在长期随访中，新诊断胶质母细胞瘤（GBM）患者接受Trotabresib+TMZ辅助治疗或Trotabresib+TMZ+RT（放疗）同步治疗耐受性良好，未出现新的不良反应。 结语 整体来看，BET是进展相对较慢的一个表观遗传学药物靶点。BET蛋白家族在人体内表达广泛，与多种实体瘤和恶性血液性肿瘤、炎症、肥胖、肺纤维化等多种疾病的发生和发展密切相关，是非常有潜力的药物靶点，全球首个BET抑制剂pelabresib III期临床试验的成功宣告了该靶点的成效性，目前全球围绕BET靶点研发火热，值得一提的是，随着科学技术的发展，BET抑制剂的研发不再局限于小分子化药，已有多家企业、机构研发出BET靶向PROTACs。目前国内药企也积极布局BET靶点，而布局方式除了自主研发，还从外部企业引进，如恒翼生物。期待在药企的不懈努力下，BET靶点可以早日迎来重大突破。 参考来源 1.Raajit Rampal, Sebastian Grosicki, Dominik Chraniuk et al.Updated safety and efficacy data from the phase 3 MANIFEST-2 study of pelabresib in combination with ruxolitinib for JAK inhibitor treatment-na?ve patients with myelofibrosis.?JCO?42,?6502-6502(2024).DOI:10.1200/JCO.2024.42.16_suppl.6502 2.2024 ASCO. Abstract?#6502: Updated safety and efficacy data from the phase 3 MANIFEST-2 study of pelabresib in combination with ruxolitinib for JAK inhibitor treatment-na?ve patients with myelofibrosis. END 来源：CPHI制药在线 声明：本文仅代表作者观点，并不代表制药在线立场。本网站内容仅出于传递更多信息之目的。如需转载，请务必注明文章来源和作者。 投稿邮箱：Kelly.Xiao@imsinoexpo.com ▼更多制药资讯，请关注CPHI制药在线▼ 点击阅读原文，进入智药研习社~

本文结合文献与专利介绍一下近期E3新配体的开发现状。这次首先讲一下DCAF1。 DCAF1生物学背景 DCAF1（也称为VprBP）是一个多功能的E3泛素连接酶底物受体，参与调控多种细胞过程。它是Cullin-RING连接酶（CRL）家族的一部分，特别是CRL4连接酶复合物的一部分。DCAF1在细胞周期、细胞生长和细胞分裂中起着重要作用，并且与某些癌症的发展有关。此外，DCAF1还在葡萄糖剥夺条件下通过失活Rheb-mTORC1途径促进癌细胞存活。在低葡萄糖条件下，DCAF1增强了Rheb的K48链多聚泛素化和蛋白酶体依赖性降解，从而抑制mTORC1活性，诱导自噬，并促进癌细胞在葡萄糖剥夺条件下的存活。DCAF1 也是一些病原体（如 HIV 和 SIV）的靶点，这些病原体通过劫持 DCAF1 的功能来抑制宿主免疫反应。 由于 DCAF1 在细胞生理和病理过程中的重要作用，它被认为是靶向蛋白质降解 (TPD) 领域的一个新兴的连接酶靶点。 对DCAF1的表达分析也可以发现，其存在一定的组织特异性与肿瘤特异性，是个高价值的E3连接酶，进一步证明了其在TPD领域的开发潜力。 然而，缺乏有效针对 DCAF1 的已知配体限制了对其功能和治疗潜力的研究。 不过近期一些DCAF1小分子配体与相关PROTAC的报道， 似乎打开了DCAF1应用的大门。 文献报道 MY-11B The Scripps Research Institute于2022年在JACS上报道了利用化学蛋白质组学方法，发现了一类可以立体选择性和位点特异性地与 DCAF1 蛋白上的半胱氨酸 C1113 共价反应的氮杂环丁烷丙烯酰胺化合物MY-11B（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 40, 18688–18699）。当然他们还对此申请了专利（WO2023225625A2）。 文章中展示了 DCAF1 蛋白的结构域组成，以及 C1113 位于 DCAF1-Vpx 复合物中与 HIV 病毒蛋白相互作用的界面。 基于MY-11B开发了靶向降解 FKBP12 和 BRD4 蛋白的亲电 PROTACs，表现出良好的降解活性（DC50 < 0.5 μM），并证明其有立体选择性和 DCAF1 依赖性。 至于MY-11B与DCAF1的亲和力，文中提到了用凝胶 ABPP 方法测定出 MY-11B 对 DCAF1 的体外靶点参与度 (TE50) 大约是 25 μM。 CYCA-117-70 AIDD明星公司Recursion Pharmaceuticals在Journal of Chemical Information and Modeling上报道了基于AI筛选发现的新型DCAF1配体(J. Chem. Inf. Model. 2023, 63, 4070−4078)。 本文采用了一种基于人工智能的药物-靶点相互作用 (DTI) 预测模型 MatchMaker，结合化学信息学筛选和分子对接技术，来识别 DCAF1 WD40 结构域 (WDR) 的配体。通过虚拟筛选与体外实验验证，发现了活性化合物 CYCA-117-70。通过X 射线晶体学研究，解析其与 DCAF1 WDR 结构域的复合物结构，确定其结合模式。 不过其活性一般，对DCAF1 WDR 结构域结合活性KD仅为70 μM。 OICR-8268 多伦多大学发表在Journal of Medicinal Chemistry上的文章(J. Med. Chem. 2023, 66, 5041−5060)，该研究通过使用 X-Chem 公司专有的 1140 亿个化合物的 DEL 库对 DCAF1 的 WDR 结构域进行筛选，并结合基于结构的药物设计，成功发现了第一个纳摩尔级的DCAF1配体OICR-8268，其 SPR Kd 值为 38 ± 1.5 nM，ITC Kd 值为 278 nM，并在细胞内具有良好的靶点结合能力 (CETSA EC50 = 10.5 μM)，为开发基于DCAF1的PROTACs提供了新的可能性。 研究人员解析了 OICR-8268 与 DCAF1 WDR 结构域的共晶结构，确认了其结合模式，并为进一步优化提供了结构基础。 Cpd.13 诺华团队也在ACS Medicinal Chemistry Letters上报道了其基于口袋鉴定、苗头化合物发现。共晶结构解析与基于结构的药物设计等策略发现了化合物13，SPR 测定的 Kd 值为 31 nM，可以作为开发 DCAF1 基于的 PROTACs 的起点（ACS Med. Chem. Lett. 2023, 14, 949−954）。 有趣的是，文章中还总结了上图中Cpd.8与前文提到的OICR-8268、CYCA-117-70的共晶结构。，可知这三个骨架各异的化合物具有相近的结合模式。通过比较这些化合物的结合模式，可以为进一步优化 DCAF1 配体提供指导。 故事并没有结束。在今年的nature communications上，诺华进一步报道了基于Cpd.13的PROTAC设计，表明DCAF1 PROTACs是一种很有潜力的克服 PROTACs 耐药性的策略。DCAF1 作为一个必需基因，以及其与 CRBN 和 VHL 不同的细胞定位，使其成为开发新一代 PROTAC 分子的理想靶点（Nat Commun 15, 275 (2024).）。 首先文章中做了DCAF1 与其他 E3 连接酶受体的基因依赖性评分，表明 DCAF1 是一个必需基因，而 CRBN与 VHL不是。目前大多数 PROTAC 分子依赖于 CRBN 和 VHL 这两种 E3 连接酶，而这两种连接酶在临床治疗中都面临着耐药性问题。 接着文章中利用非共价 DCAF1配体Cpd.13，设计了DCAF1-BRD9 PROTAC (DBr-1)、基于酪氨酸激酶抑制剂达沙替尼的PROTAC (DDa-1)、DCAF1-BTK PROTAC (DBt-10),均表现出良好的降解活性。 进一步的，研究人员使用 CRBN-BTK PROTAC 耐药的细胞系，证明了 DCAF1-BTK PROTAC 可以有效地降解 BTK 并抑制细胞增殖，而 CRBN-BTK PROTAC 则失去了活性。这表明 DCAF1 PROTACs 可以克服 CRBN 介导的 PROTACs 耐药性。 总而言之，这项研究表明，虽然配体结构与PROTAC活性仍有待优化，DCAF1 PROTACs 是一种很有潜力的克服 PROTACs 耐药性的策略。DCAF1 作为一个必需基因，以及其与 CRBN 和 VHL 不同的细胞定位，使其成为开发新一代 PROTAC 分子的理想靶点。 专利信息 Cullgen，睿跃生物 睿跃生物的主要研发方向便是利用其独有的uSMITE™技术平台，扩展公司的E3泛素连接酶工具箱。 早在2022年，Cullgen便报道具有新颖结构骨架的DCAF1小分子配体，专利WO2022194087A1。 不过本专利的活性却并不尽如人意。代表性化合物与DCAF1的亲和活性仅为Kd ≤ 40 μM（下图）。 专利中也给出了某个化合物与DCAF1的共晶结构，可见与上文三个化合物的共晶结合同一个口袋位点。 WO2024056077A1，Cullgen的第二篇专利。很明显的可以看到专利化合物设计上参考了上文中Recursion发现的CYCA-117-70。 代表性化合物的亲和活性为Kd ≤ 25 μM，相比于上一篇专利有所提升。与第一篇专利一样，也有共晶结构。 同时，专利中还存在一类DCAF1的共价配体，但并未给出其与DCAF1的亲和活性。 进一步的，专利基于CYCA-117-70与多激酶抑制剂TL13-87设计了一系列PROTAC，活性尚可。 自然也少不了BRD4 PROTAC，活性尚可。 还基于CDK2/4/6抑制剂PF-06873600，设计了新的CDK4 PROTAC，活性有一定的提升。 专利中还基于上述提到的新设计的DCAF1配体B-072，设计了TYK2 PROTAC（未给出活性）与ERα PROTAC（活性一般）。 本专利很好的实现了将CYCA-117-70转化成PROTAC的概念验证，但专利中这类PROTAC分子的亲和力、降解活性、以及linker设计上，距离达到成药性预期明显还有一段距离。后续Cullgen在此的发展值得观望。 Kymera WO2024092009A1，Kymera的第一篇DCAF1相关专利。专利中设计了近千个DCAF1配体分子。这类分子分为两类：基于CYCA-117-70的类似物，以及基于OICR-8268的类似物（部分为共价配体设计，但亲和力一般）。专利中部分实施例具有良好的DCAF1亲和活性（Kd < 10 μM）。 进一步的，基于配体分子I-653设计了一系列BRD4-DCAF1 PROTAC分子。不过专利中仅给出了两个实施例的活性数据。可以看到，最优实施例I-907具有不错的降解活性。DC50达到了10~100 nM，Dmax = 70~90%。 WO2024092011A1，Kymera的第二篇DCAF1相关专利。专利中设计了11个IRAK4-DCAF1 PROTAC。可以明显的发现，专利中的DCAF1配体为第一篇专利中的I-886。不过专利中仅给出PROTAC与DCAF1的亲和力，并未给出这类PROTAC分子。 不过Kymera现在在专利撰写中对活性数据有所隐藏。鉴于OICR-8268的亲和力达到了38 nM，I-653这一系列基于此改造得到的化合物，不至于比OICR-8268亲和力差。 可以明显看到，第二篇专利中的I-7采用了与Kymera临床IRAK4 PROTAC分子KT-474完全相同的warhead与linker，区别仅在E3 ligand。想必其成药性，有一定的保证。 后话 总体而言，鉴于DCAF1的必需性，以及其特异性的肿瘤/组织分布，其有望成为TPD领域新的开发方向。同时，MY-11B、CYCA-117-70、OICR-8268、Cpd.13等骨架各异的DCAF1配体也为开发基于DCAF1的PROTAC奠定了基础，也为后人开发新型DCAF1配体提供了良好的参考方向。 同时，Kymera的DCAF1 PROTAC似乎展现出了良好的降解活性与成药性。其后续是否会有新的进展，值得期待。 至于其他新的E3，下一篇文章再作详细介绍吧。 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↓

引言 基因的表达依赖于转录激活因子和转录辅助因子的参与，这一过程为通过调控基因表达来治疗疾病提供了有前途的策略。在这些辅助因子中，一种具有bromodomain（BD）与extraterminal （ET）结构域（BET）的家族蛋白质起到了关键作用，包括BRD2、BRD3、BRD4和BRDT。这类蛋白可以通过bromodomain（BD1和BD2）特异性地识别染色质的乙酰化标记从而调控基因表达，因此被视为基因表观调控的重要分子。 BET蛋白的BD结构域在基因调控中发挥着两个重要作用。首先，它们通过与乙酰化组蛋白的结合，帮助将BET蛋白招募到基因的增强子和启动子区域，促进基因的激活。其次，BD结构域还通过一种特殊的组蛋白伴侣活性，促进基因的转录延长过程。此外，BET蛋白的ET结构域，能与多种转录调控因子结合，进而进一步影响基因的表达。在这些蛋白中，BRD4因其支持癌基因MYC的转录表达而备受关注。大家长期认为它通过结合乙酰化组蛋白，招募正性转录延长因子（P-TEFb），促进癌基因的持续表达。 BET抑制剂（BETi）通过与BD结构域竞争性结合，阻断BET蛋白与染色质的相互作用，进而抑制癌基因的转录。这类抑制剂在多种癌症中显示出很强的抗肿瘤活性，尤其是抑制像MYC这样的致癌基因。然而，临床试验表明，对于雌激素受体阳性（ER+）乳腺癌患者，BET抑制剂并未显示出显著疗效。雌激素受体（ER）通过激活癌基因（如MYC和CCND1）的转录，促进肿瘤生长，因此对ER+乳腺癌患者而言，ER扮演了关键角色。尽管近年医学界在ER+乳腺癌治疗方面取得了一些进展，但治疗耐药性仍然是一个重大挑战，尤其是对于高风险患者，他们往往面临有限的治疗选择和较差的预后。而对于这些患者，BET抑制剂一度被寄予厚望。 2024年9月9日，洛克菲勒大学Robert G. Roeder博士 (Arnold and Mabel Beckman Professor) 和张思聪博士（research associate）在Nature Structural & Molecular Biology上发表了文章Resistance of estrogen receptor function to BET bromodomain inhibition is mediated by transcriptional coactivator cooperativity。该研究揭示了一个重要机制：在ER+乳腺癌中，尽管BET抑制剂能够抑制一些基因的表达，但MYC等关键癌基因的转录却依然活跃。这并非是由于乳腺癌细胞对BET抑制剂的演化适应，而是因为他们有一种与生俱来的转录机制——BRD4可以通过不依赖于BD结构域的机制，与其他转录辅助因子相互作用，继续激活这些癌基因。这一发现解释了BET抑制剂在ER+乳腺癌患者中疗效有限的原因。 研究人员首先仔细比较了使用BET抑制剂与去除BET蛋白后对转录的影响，并发现MYC等基因的转录依赖于BET蛋白而非BD结构域的功能。由于目前对哪一个BET蛋白参与ER介导的转录调控尚有争议，研究人员比较了所有BET蛋白的功能。研究人员发现，只有BRD4可以通过不依赖于BD结构域激活MYC与其他癌基因的转录。将BRD4从细胞中去除后，BET抑制剂的抗癌作用显著增强。通过生化手段，发现BRD4能够与Mediator蛋白复合物结合，这个复合物在基因转录过程中发挥着至关重要的调控作用并与ER直接结合。当利用细胞编辑的手段干扰Mediator的功能时，BRD4在基因增强子上的结合显著下降。由于BRD4与Mediator的结合不依赖于BD，研究人员发现了一种新的BRD4的招募途径。 此外，通过研究人员发明的一种专门分析RNA聚合酶II（Pol II）及其相关因子作用的方法——mass spectrometry with DTME crosslinking (MSDC)，发现了BET蛋白通过促进Pol II与转录延长因子（如SPT5、SPT6，PAF1复合物）相互作用，促进基因的转录延长过程。而且这些延长因子的与BET蛋白的作用也不依赖于BD结构域。不过，BET蛋白并并不参与招募P-TEFb。相反，BET蛋白被去除后，P-TEFb在一些基因区域的结合甚至有所增加。因此，我们阐明了BET蛋白如何在不依赖于BD的情况下促进转录延长。 该研究发现对理解ER驱动的基因调控机制具有重要意义。这不仅有助于揭示BET蛋白在癌症中的复杂作用机制，尤其是其在没有BD结构域参与下的关键功能，也为未来开发新型抗癌疗法提供了新的方向。通过更深入地研究这些机制，我们有望克服现有内分泌疗法的抗药性，改善包括乳腺癌在内的多种癌症的治疗效果。 参考文献 https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41594-024-01384-6 责编|探索君 排版|探索君 文章来源|“BioArt” 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 Cell | 是什么决定了细胞的大小？ 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 CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述