更新于：2024-11-01

ACAT1

更新于：2024-11-01

基本信息

别名

ACAT、ACAT1、acetoacetyl Coenzyme A thiolase

+ [7]

简介

This is one of the enzymes that catalyzes the last step of the mitochondrial beta-oxidation pathway, an aerobic process breaking down fatty acids into acetyl-CoA (PubMed:1715688, PubMed:7728148, PubMed:9744475). Using free coenzyme A/CoA, catalyzes the thiolytic cleavage of medium- to long-chain 3-oxoacyl-CoAs into acetyl-CoA and a fatty acyl-CoA shortened by two carbon atoms (PubMed:1715688, PubMed:7728148, PubMed:9744475). The activity of the enzyme is reversible and it can also catalyze the condensation of two acetyl-CoA molecules into acetoacetyl-CoA (PubMed:17371050). Thereby, it plays a major role in ketone body metabolism (PubMed:17371050, PubMed:1715688, PubMed:7728148, PubMed:9744475).

关联

项与 ACAT1 相关的药物

E-5324

靶点

ACAT1

作用机制

ACAT1 inhibitors

在研机构

Eisai Co., Ltd.

原研机构

Eisai Co., Ltd.

在研适应症

动脉粥样硬化

非在研适应症-

最高研发阶段临床前

首次获批国家/地区-

首次获批日期1800-01-20

R-755

靶点

ACAT1

作用机制

ACAT1 inhibitors

在研机构

Nihon Nohyaku Co., Ltd.

原研机构

Nihon Nohyaku Co., Ltd.

在研适应症

动脉粥样硬化

非在研适应症

高脂血症

最高研发阶段临床前

首次获批国家/地区-

首次获批日期1800-01-20

SMP-500

靶点

ACAT1

作用机制

ACAT1 inhibitors

在研机构

Sumitomo Pharma Co., Ltd.

原研机构

Sumitomo Pharma Co., Ltd.

在研适应症

动脉粥样硬化 [+1]

非在研适应症-

最高研发阶段临床前

首次获批国家/地区-

首次获批日期1800-01-20

项与 ACAT1 相关的临床试验

NCT00078026 / Terminated临床1/2期

A Phase I/II Randomized Study of the Short-Term Effects of APOMINE vs Placebo in Postmenopausal Women With Osteoporosis or Low Bone Mass

Osteoporosis affects millions of postmenopausal women in the USA. The current approved treatments are all drugs that prevent bone loss and possibly result in small gains in bone mass. Another possible treatment consists of drugs that increase bone formation. There are currently two drugs that stimulate bone formation, sodium fluoride and human parathyroid hormone (hPTH). Neither of these two drugs has been approved by the FDA. APOMINE has shown significant bone formation in animal studies. In this study we plan to test whether APOMINE is able to stimulate new bone formation in women with osteoporosis or low bone mass.

开始日期2003-08-01

申办/合作机构

Genzyme Corp.

NCT00004049 / Completed临床1期

A Phase I and Pharmacokinetic Study of SR-45023A Administered Once Every 7 Days

RATIONALE: Drugs used in chemotherapy use different ways to stop tumor cells from dividing so they stop growing or die.
PURPOSE: Phase I trial to study the effectiveness of SR-45023A in treating patients who have locally advanced or metastatic solid tumors that have not responded to previous treatment.

开始日期1999-04-01

申办/合作机构

Genzyme Corp.

NCT00003822 / Completed临床1期

A Phase I and Pharmacokinetic Study of SR-45023A During a 14-Day Treatment Schedule

开始日期1998-08-01

申办/合作机构

Genzyme Corp.

100 项与 ACAT1 相关的临床结果

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100 项与 ACAT1 相关的转化医学

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0 项与 ACAT1 相关的专利（医药）

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1,525

项与 ACAT1 相关的文献（医药）

2024-12-01·Gene

Identification of key mitochondria-related genes and their potential crosstalk role with immune pattern in Idiopathic pulmonary fibrosis

Article

作者: Zeng, Youjie ; Guo, Ren ; Ding, Zhigang ; Huang, Jun ; Xu, Huilin ; Zhang, Siyi ; Wang, Xia

BACKGROUNDIdiopathic pulmonary fibrosis (IPF) stands out as a life-threatening and one of the most severe interstitial lung diseases. The pathogenesis of IPF is not fully understood, while recent studies have highlighted the association of mitochondrial dysfunction with IPF. This study is dedicated to pinpointing crucial genes related to mitochondria that potentially impact the advancement of IPF, thereby offering new perspectives on the pathogenesis of this condition.METHODSThe Gene Expression Omnibus (GEO) database was utilized to download three datasets (GSE32537, GSE92592, and GSE150910), following which a comprehensive analysis was conducted to identify differentially expressed mitochondria-related genes (DEMTRGs) in the IPF lung tissues. Subsequently, GO and KEGG enrichment analysis of the DEMTRGs was performed. Next, external datasets and in vivo experiments were performed to validate their expression. Additionally, a Logistic regression model based on key DEMTRGs was constructed, and the model's ability to distinguish between IPF and controls was evaluated using the area under the receiver operating characteristic (ROC) curve (AUC). Finally, gene set enrichment analysis (GSEA) and CIBERSORT algorithm were conducted.RESULTSWe identified five key DEMTRGs (ALDH18A1, ALDH1B1, MCCC1, ACAT1, and PDHA1), ALDH18A1 and ALDH1B1 exhibited upregulated expression levels, whereas MCCC1, ACAT1, and PDHA1 showed downregulation in the lung tissue of individuals with IPF. The expression levels of these key DEMTRGs were validated by an independent external dataset (GSE53845) and the bleomycin-induced pulmonary fibrosis mice. In addition, the ROCs indicated that the diagnostic model constructed based on key DEMTRGs could effectively distinguish between IPF and controls (AUC>0.8). GSEA analysis and immune-related analysis shed light on the potential mechanisms through which these key DEMTRGs influence IPF.CONCLUSIONOur research has pinpointed key genes associated with mitochondria that may ultimately contribute to the progression of IPF by exerting regulatory effects on mitochondrial function, thereby influencing multiple cellular processes.

2024-12-01·Phytomedicine

Qiwei Jinggan Ling regulates oxidative stress and lipid metabolism in alcoholic liver disease by activating AMPK

Article

作者: Xu, Baoling ; Cao, Houkang ; Wei, Riming ; Liu, Haiping ; Li, Bo ; Zhi, Yueping ; Wan, Weimin ; Gao, Ya ; Wu, Jianzhao ; Zhang, Kefeng ; Guo, Fengyue

BACKGROUNDAlcoholic liver disease (ALD) is a severe public health concern worldwide and there is still a lack of effective treatments. Qiwei Jinggan Ling (QJL) has protective effects against various liver injuries, but its pharmacological action on ALD has received little attention.PURPOSETo investigate the effect and mechanism of QJL on ALD in vivo and in vitro.METHODSIn vivo, an ALD mouse model was established by alcohol combined with a high-fat diet (HFD) and treated with QJL. Biochemical indicators, HE staining, and Oil Red O staining were employed to assess hepatic oxidative stress, steatosis, and alcohol metabolism. RNA sequencing analysis was performed, and the results were verified by qRT-PCR and Western blot to elucidate the hepatoprotective mechanism of QJL. In vitro, HepG2 cells were co-stimulated with NaOA (sodium oleate) and EtOH (ethanol), followed by intervention with Compound C (CC, AMPK inhibitor) and QJL-containing serum. Oil Red O, BODIPY (boron-dipyrromethene), and ROS (reactive oxygen species) staining were applied to validate the efficacy and mechanism of QJL-containing serum. The expression of AMP-activated protein kinase (AMPK) pathway-related factors was analyzed through qRT-PCR and Western blot for additional corroboration. Moreover, the key pharmacodynamic components of QJL were identified by UPLC-MS/MS and molecular docking.RESULTSIn vivo, QJL ameliorated liver structural disorders, steatosis, oxidative stress, and impaired alcohol metabolism, as indicated by biochemical indicators and histopathological assays. RNA sequencing analysis revealed that QJL reversed the expression of genes related to alcohol metabolism, fatty acid metabolism, and cholesterol metabolism. The results of qRT-PCR and Western blot were in line with those of RNA sequencing. Furthermore, it was discovered that QJL significantly upregulated the expression of p-AMPK and downregulated the expression of sterol regulatory element binding transcription factor 1 (SREBP-1c). In vitro, biochemical indicators and staining assays demonstrated that QJL-containing serum inhibited lipid accumulation and oxidative stress. The qRT-PCR and Western blot analysis revealed that QJL-containing serum markedly enhanced the expression of p-AMPK and carnitine palmitoyltransferase 1a (Cpt1a), while suppressing the expression of SREBP-1c, fatty acid synthase (Fasn), and acetyl-coenzyme A carboxylase 1 (ACC-1). However, CC inhibited the above pharmacological activities of QJL-containing serum. Additionally, (2S)-Liquiritigenin, Glycyrrhetinate, Isovitexin, Taxifolin, and Yohimbine were proved to be the key active components of QJL.CONCLUSIONQJL had the potential to be a therapeutic drug for ALD by activating the AMPK pathway, thereby regulating lipid metabolism and inhibiting oxidative stress.

2024-10-25·Science Advances

Mitochondrial fatty acid oxidation drives senescence

Article

作者: Odawara, Takeru ; Sugiura, Yuki ; Yamaguchi, Junji ; Ichijo, Hidenori ; Naguro, Isao ; Fujisawa, Takao ; Takahashi, Akiko ; Fukaya, Shunsuke ; Yamauchi, Shota ; Takenaka, Satoshi ; Zhou, Xiangyu ; Uchiyama, Yasuo

Cellular senescence is a stress-induced irreversible cell cycle arrest involved in tumor suppression and aging. Many stresses, such as telomere shortening and oncogene activation, induce senescence by damaging nuclear DNA. However, the mechanisms linking DNA damage to senescence remain unclear. Here, we show that DNA damage response (DDR) signaling to mitochondria triggers senescence. A genome-wide small interfering RNA screen implicated the outer mitochondrial transmembrane protein BNIP3 in senescence induction. We found that BNIP3 is phosphorylated by the DDR kinase ataxia telangiectasia mutated (ATM) and contributes to an increase in the number of mitochondrial cristae. Stable isotope labeling metabolomics indicated that the increase in cristae enhances fatty acid oxidation (FAO) to acetyl–coenzyme A (acetyl-CoA). This promotes histone acetylation and expression of the cyclin-dependent kinase inhibitor p16 INK4a . Notably, pharmacological activation of FAO alone induced senescence both in vitro and in vivo. Thus, mitochondrial energy metabolism plays a critical role in senescence induction and is a potential intervention target to control senescence.

项与 ACAT1 相关的新闻（医药）

2024-09-27

·今日头条

疗效显著！武汉大学李友军教授团队：发现肝癌联合治疗新策略

【导读】肿瘤微环境中的一些代谢物可以改变固有免疫功能。 9月26日，武汉大学李友军教授研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文，题为“Increases in 4-Acetaminobutyric Acid Generated by Phosphomevalonate Kinase Suppress CD8+ T Cell Activation and Allow Tumor Immune Escape”，本研究展示了PMVK如何让肝细胞癌（HCC）细胞克服由CD8+ T细胞介导的抗肿瘤免疫。在HCC中，需要耗尽PMVK以促进CD8+ T细胞激活，并随后抑制肿瘤生长。机制上，PMVK磷酸化并稳定GAD1，从而增加GABA的合成，GABA通常作为神经递质发挥作用。然而，PMVK还招募ACAT1，并允许其将GABA转化为4-Ac-GABA，并将其释放到肿瘤微环境中。在那里，4-Ac-GABA激活CD8+ T细胞上的GABAA受体（GABAAR），抑制AKT1信号通路。这反过来又抑制CD8+ T细胞的激活、肿瘤内浸润和抗肿瘤反应。在HCC小鼠模型中抑制PMVK或GABAAR克服了对抗PD-1免疫检查点疗法的抵抗。这些发现揭示了关键代谢酶PMVK、GAD1和ACAT1之间非传统的协同作用，它们重新编程谷氨酰胺代谢以合成一种强大的CD8+ T细胞抑制剂4-Ac-GABA。阻断CD8+T细胞中4-Ac-GABA信号通路，特别是在与免疫检查点抑制剂联合使用的情况下，可能代表了一种新的、有效的免疫疗法。 https://onlinelibrary-wiley-com.libproxy1.nus.edu.sg/doi/full/10.1002/advs.202403629 背景知识 01 肝细胞癌（HCC）是全球最致命且最常见的癌症之一。HCC的发病率受到多种因素的影响，包括先前存在的疾病，如酒精性和非酒精性肝硬化；代谢因素和环境及饮食毒素。尽管目前治疗HCC的主要方法包括手术切除、肿瘤消融和化疗，但长期生存率仍然很低。最近，免疫疗法已改变了某些癌症的治疗方式。然而，只有20%的HCC患者从免疫检查点阻断（ICB）疗法中获益。这种不理想的反应的主要原因是肿瘤通常会改变其肿瘤微环境，从而允许非淋巴细胞免疫细胞参与T细胞失活和耗竭。因此，免疫微环境和特定病因依赖的免疫特征在ICB疗法的响应中起着关键作用。慢性乙型肝炎感染会促进抑制性免疫检查点蛋白的表达，而丙型肝炎感染会导致耗竭和功能障碍的CD8+T细胞的积累。非酒精性脂肪性肝炎通常伴有弥漫性炎症浸润，并且已经发现复杂的免疫细胞-肝细胞相互作用网络有助于免疫逃逸。检查点分子是抗肿瘤T细胞反应的入口。针对免疫检查点受体PD-1和CTLA-4的靶向治疗是治疗实体肿瘤的免疫疗法的焦点。PD-1和PD-L1相互作用导致T细胞激活激酶的广泛去磷酸化，从而导致T细胞失活。CTLA-4抑制B7配体与CD28的相互作用，从而降低激活的CD4和CD8 T细胞的数量。抑制T细胞活性的免疫检查点还包括TIM-3和LAG3。这些和其他免疫检查点已成为广泛的临床研究的焦点。然而，研究人员对调控免疫反应和逃避的分子基础的理解仍然不完整。肿瘤微环境（TME）的代谢重编程对肿瘤的发生和发展具有重要影响，并可显著改变肿瘤的免疫敏感性。肿瘤代谢重塑还可导致TME中额外免疫调节代谢物的积累。这些代谢物可通过影响T细胞免疫的发展和活性而发挥非代谢作用。因此，研究TME中肿瘤与免疫细胞之间的代谢交互作用，并将肿瘤固有代谢与免疫逃避机制和免疫治疗联系起来，可能提供新的治疗洞见。 4-Ac-GABA抑制CD8+T细胞激活和浸润，是导致肝癌免疫逃逸的原因 02 为了探究4-Ac-GABA对抗肿瘤免疫的影响，研究人员给PMVK敲除C57BL/6J小鼠注射DEN/CCl4诱导的HCC，并给予4-Ac-GABA治疗，显著促进了肿瘤生长。免疫组织化学染色和流式细胞术评估显示，CD8+T细胞的浸润显著减少。从肿瘤中分离出的CD8+T细胞中，PMVK抑制导致IFNγ和GzmB水平明显升高，而PD-1、TIM-3和CTLA-4的水平没有显著变化。4-Ac-GABA治疗部分恢复了PMVK敲除引起的表型。这些结果表明，4-Ac-GABA可能通过减少CD8+T细胞的激活和浸润来影响肿瘤生长。 4-Ac-GABA能抑制CD8+T细胞的浸润和激活，促进肝癌的免疫逃逸肿瘤中PMVK水平升高时，4-Ac-GABA的来源是什么？PMVK在Hep3B细胞中高度表达，并且在组织培养上清液中发现了大量4-Ac-GABA。当C57BL/6J小鼠的脾脏CD8+T细胞暴露于4-Ac-GABA时，CD8+T细胞沉淀中几乎检测不到4-Ac-GABA，而大部分4-Ac-GABA留在培养基上清液中。在DEN/CCl4诱导的HCC中也获得了类似的结果。在PMVK敲除肝脏中产生的HCC中，4-Ac-GABA水平显著降低。此外，4-Ac-GABA剂量依赖性地降低CD8+T细胞的存活率。接受4-Ac-GABA治疗的CD8+T细胞显示出更高的胞外酸化率（ECARs）和更低的氧消耗率（OCRs）。在C57BL/6J免疫功能正常的小鼠移植肿瘤中耗竭CD8+T细胞导致肿瘤生长更快，这与之前的研究结果一致。此外，4-Ac-GABA治疗并未进一步影响CD8+T细胞耗竭的肿瘤生长。这些结果表明，肿瘤细胞中较高的PMVK水平在TME中产生高水平的4-Ac-GABA，从而抑制CD8+T细胞的激活和浸润。之前的研究已经证明，4-Ac-GABA可以调节肿瘤微环境中CD8+T细胞的浸润和活性。然而，其确切的内在机制尚不明确。在免疫功能正常的小鼠中，给予4-Ac-GABA后观察到显著的移植性HCC肿瘤生长增强，而在免疫缺陷小鼠中则未观察到显著影响。这强烈表明，4-Ac-GABA通过影响肿瘤免疫来影响肿瘤生长。研究人员接下来研究了4-Ac-GABA是如何影响CD8+T细胞激活和浸润的机制。考虑到之前的报告指出4-Ac-GABA是GABA的乙酰化产物，研究人员想知道这两种分子是否共享相同的受体，结果发现CD8+脾T细胞中α亚基的整体表达水平较高。研究人员向培养基中添加4-Ac-GABA后，GABAARα3亚基的mRNA水平显著增加。用浓缩肝癌细胞培养液培养的分离的CD8+T细胞的实验结果与这些发现一致。应用GABAARα拮抗剂Bic（bicuculline）有效地抑制了通常在4-Ac-GABA治疗后出现的加速肿瘤生长。流式细胞术分析结果也与早期发现一致。总之，这些数据表明4-Ac-GABA通过表面结合的GABAARα3亚基影响CD8+T细胞信号通路，导致CD8+T细胞激活和浸润TME的减少。研究小结 03 总之，研究人员已经证明了甲羟戊酸通路酶PMVK重新编程了谷氨酰胺代谢，以便高度偏向合成4-Ac-GABA。这是通过招募和激活GAD1和ACAT1实现的，导致GABA积累、4-Ac-GABA合成效率提高，并抑制CD8+ T细胞激活、肿瘤内浸润和抗肿瘤反应。揭示了一个新的机制，即癌症代谢重编程介导的TME代谢物改变显著影响肿瘤免疫。PMVK抑制，可能与PMVKi5或其类似物等药物联合使用，因此代表了一种合理和新颖的治疗方法。【参考资料】 https://onlinelibrary-wiley-com.libproxy1.nus.edu.sg/doi/full/10.1002/advs.202403629 【关于投稿】转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。热门推荐活动点击免费报名 🕓 上海｜11月15日-16日 ▶ 2024第一届中国类器官转化医学大会点击对应文字查看详情

免疫疗法

2024-02-08

·药渡

药渡Cyber解析BMS开发的MGAT2抑制剂BMS-986172分子设计及优化过程

感谢关注转发，欢迎学术交流请点击此处链接观看CyberSAR系统详细使用教程MGAT2近年成为代谢性疾病潜在治疗靶点，BMS开发了一种有效的高选择性的MGAT2抑制剂BMS-963272（化合物1），作为BMS第一个临床候选药物，并在第一阶段临床试验中进行了评价，化合物1能升高血浆长链二羧酸，显示出强大的药效生物标志物调节作用，增加胰高血糖素GLP-1和PYY，降低受试者的体重。但BMS-963272因四氮唑的葡萄糖醛酸化以及二氢吡咯酮母核C-C双键的异构化等问题停止临床试验。BMS通过一系列筛选确定了化合物12（BMS-986172）作为第二个临床候选药物，可为类似项目结构优化提供宝贵经验。单酰基甘油（MAG）在小肠中被吸收，在肠细胞中转化成甘油三酯（TAG）并最终分泌成乳糜微粒在身体内分布。TAG在哺乳动物体内存储能量的过程中发挥着重要的作用，TAG高表达是代谢紊乱的生物标志物，且与2型糖尿病、肥胖症和骨转移性肝炎有关。单酰基甘油酰基转移酶（MGAT）是参与人体餐后合成甘油三酯的重要酶。催化过程包括单酰基甘油脂肪酸乙酰化生成二酰基甘油（DAG）。TAG生物合成下一步和最后一步是通过二线甘油酰基转移酶（DGAT）将DAG进一步酰化为TAG。目前，哺乳动物中抑制的MGAT有三种同工酶。MGAT1主要表达在胃、肾脏和脂肪细胞。人体中MGAT2和MGAT3主要在小肠和肝脏中高表达。小鼠全身敲除MGAT2（MGAT2-/-）以及肠道内敲除MGAT2 (MGAT2IKO)表现出食物摄入减少，脂肪吸收延迟和能量消耗增加。更进一步，这些小鼠模型展现出提高胰岛素敏感性，对饮食诱导的肥胖（DIO）和相关代谢紊乱（如高胆固醇血症和脂肪性肝炎）可以耐受。另此外，MGAT2在非酒精性脂肪肝（NAFLD）中的表达增加，而在胃旁路术后则减少，这表明这种酶在脂肪肝的发生发展中起到重要作用。最近，作者证实，在两种小鼠非酒精性脂肪性肝炎（NASH）模型中，MGAT2抑制剂可减少肝纤维化和炎症，进一步支持了将MGAT2作为治疗代谢性疾病靶点的概念。降低TAG水平是治疗糖尿病、肥胖和相关代谢紊乱的策略之一。这种策略在临床上得到验证，使用的治疗靶点是TAG吸收途径，如胰脂肪酶和二酰甘油酰基转移酶（DGAT1）。然而，这两种酶的抑制剂在临床上都表现出与肠道不良反应相关，如腹泻。由于肠上皮细胞中MGAT2功能的缺失仅导致TAG水平的部分降低，而DGAT1功能的缺失则导致TAG生物合成完全阻断。因此，抑制MGAT2可降低与DGAT1抑制剂相关的基于机制的肠道不良反应风险。BMS开发了一种有效的高选择性的MGAT2抑制剂BMS-963272（化合物1），作为BMS第一个临床候选药物，并在第一阶段临床试验中进行了评价，化合物1能升高血浆长链二羧酸，显示出强大的药效生物标志物调节作用，增加胰高血糖素GLP-1和PYY，降低受试者的体重。化合物1以二氢吡啶酮作为母核，BMS在研究二氢吡啶酮的衍生物结构时发现一些以二氢吡啶酮作为母核的先导化合物存在C-C双键的异构化现象。处于临床阶段的化合物1含有一个优化的碳连接的四氮唑基团，显示出可控的同分异构体（<5%）转化成不稳定的非共轭异构体1a（如Fig 1所示），而许多C3取代基未羧酰胺或氰基的强效类似物则显示出明显的异构化，形成更稳定的非共轭异构体，因此不得不放弃推进临床。另外，观察到化合物1在不同物种间的葡萄糖醛酸化速率明显不同。在食蟹猴和大鼠中葡萄糖醛酸化的半衰期分别是39分钟和92分钟，而在人、犬和小鼠肝微粒体中半衰期>120分钟，并且需要高剂量给药，每天给药三次显示出最佳的生物标志物调节，达到减重的效果。BMS尝试改进一系列MGAT2抑制剂，以改善BMS-963272因四氮唑的葡萄糖醛酸化以及二氢吡咯酮母核C-C双键的异构化而可能出现问题。通过一系列筛选确定了化合物12（BMS-986172）作为第二个临床候选药物，并对其进行临床前表征、该药物具有良好的药代动力学特征。结构改造和优化、体外实验验证首先改造C3位取代的四氮唑，开始制备异构体N取代的四氮唑得到化合物2和3,以研究去除酸性取代基对生物活性的影响。化合物3显示出适度的抑制活性，而异构体化合物2则表现出强效抑制剂作用，IC50达到4.5nM，且化合物2对其它酰基转移酶没有显著活性（IC50>33μM vs MGAT3、AWAT2和DGAT1）。与化合物1碳链连接的四氮唑出现C-C双键异构化相比，同样为二氢吡啶酮母核化合物2的C-C双键没有发生脱共轭作用，在NMR中没有检测到相应的异构体。咪唑类似物4对MGAT2有抑制活性较弱，而1,2,3-三氮唑类似物5为强效抑制剂，IC50达到14nM。虽然这些化合物CYP抑制活性和hERG毒性较低，但这些化合物经PXR转录实验验证有较高的CYP诱导活性，存在药物-药物相互作用的潜在风险，如表1所示，在HepG2细胞中进行筛选时，化合物2和5诱导CYP3A4的PXR转录EC50值分别为0.608μM和1.54μM。此外，平行人工膜渗透性测定法（PAMPA）测试发现这些化合物的渗透性较低，可能由于化合物水溶性较差所致。另一个是潜力的四氮唑生物电子等排体四氮唑酮化合物6。虽然在以前的文献中出现过类似的结构，这个取代基很少在药化中作为酸取代基团的生物电子等排体出现。体外实验显示化合物6具有强效的MGAT2抑制活性（IC50=27nM）且对其它乙酰转移酶有选择性。相比于化合物1，四唑酮类似物6在食蟹猴显示出较低葡萄糖醛酸化速率，半衰期>120min。体外安全性试验显示PXR转录活性EC50>29μM，据此推断发生药物-药物相互作用的风险非常低。另外，与N链杂环取代类似，1H-NMR检测中没有发现四氮唑酮6核心骨架出现双键异构化。探索C3-四氮唑生物电子等排体的同时，进一步研究C4和C6的SAR。汇总SAR发现之前报道过C4苯基取代，C3氰基取代类似物。相比于化合物1，C4取代的吡啶和嘧啶类似物7和8人MGAT2抑制活性分别降低了8倍和5倍。（IC50=57nM和37nM vs化合物1 IC50=7nM）。另外，PAMPA实验测定化合物7的渗透性远低于化合物1。（13 vs 179nm/sec at pH7.4），可能是由于C4吡啶取代极性更强所致。这些改造结果促使BMS在C4位引入5元杂环。针对C6 SAR改造，尝试各种苯环取代和侧链长度改造。在C6苯环的2’位引入F取代基可以提高抑制活性。C6为由CF3和2’-氟-4’-三氟甲基叔丁氧基苯基是最佳的取代基团。三种C4五元杂环取代类似物显示出微摩或低至个位数纳摩MGAT2抑制活性，可接受的代谢稳定性，但PAMPA渗透性低于化合物1。C3-四氮唑衍生物观察到不同物种葡萄糖醛酸化速率不同。化合物9和10人T1/2>100min，而食蟹猴的半衰期时间变短，分别为14mins和23mins。在确定了C3和C4位置几种优选基团结构后，BMS采用优选基团组合得到新化合物，C6取代基首选CF3和2’-氟-4’-三氟甲基叔丁氧基苯基作为取代基，同时选择最有效的C4杂环（环丙基甲基吡唑、环丙基噻唑和乙基噻吩），与四唑酮组成成为进一步优化的四氮唑异构体。化合物12-14具有相似的人MGAT2抑制活性，而小鼠MGAT2抑制活性IC50值从5nM到20nM不等。所有化合物均表现出极好的肝微粒体和UGT代谢稳定性，而且葡萄糖醛酸化作用不随物种而变化，这与之前观察到的四唑酮类化合物结果一致。PAMPA的渗透性还可以进一步提到，但这些化合物符合进入体内药效标准。为了确定化合物的选择性，使用了所有已知的脂质酰基转移酶对化合物12进行检测。化合物12对重组人DGAT1、DGAT2、MGAT1、AWAT1、AWAT2、DC3、ACAT1和ACAT2的IC50值均在30μM以上，对重组人MGAT3的IC50值约为16μM，这表明化合物12是一种具有高度选择性的MGAT2特异性抑制剂。体内实验研究化合物体外经过MGAT2酶实验、其它乙酰转移酶选择性、血浆蛋白结合活性、微粒体代谢稳定性、PAMPA渗透性和水溶性等实验评价后进入体内研究。在野生型小鼠急性24小时食物摄入模型（第一个体内模型）可预测DIO小鼠慢性体重减轻。在每项研究中，动物口服单次给药剂量3mg/kg，并将剂量为3mg/kg的化合物1作为阳性对照。四唑酮6在该项实验中仅表现出一般效果，使急性食物摄入量降低了14%。而化合物12表现强效，降低食物摄入量达到25%。基于单剂量食物摄入实验结果，评价化合物12的24小时食物摄入剂量依赖性给药研究实验（0.01-1mg/kg剂量范围，Fig 2）。虽然阳性对照1能显著降低24h食物摄入，化合物12对24h食物摄入影响更大。当剂量为0.03、0.1、0.3和1.0mg/kg，化合物12对食物深入量的降低幅度从21%到34%不等，具有明显的统计学意义和剂量依赖性。评价化合物12在慢性DIO小鼠模型上口服给药剂量从0.01mg/kg到1.0mg/kg，每天给药一次，共计21天。除了载体对照组（0.5%甲基纤维素）、化合物28e作为阳性对照组。21天每天检测体重和食物消耗情况。如图3所示，化合物12在0.1mg/kg给药剂量组中体重显著降低。0.1mg/kg、0.3mg/kg和1.0mg/kg剂量组体重分别降低11.6%、6.1%和8.9%。与化合物1相比，化合物12没有出现统计学意义剂量依赖性。BMS假设通过抑制剂通过抑制MGAT2的作用机制导致食物摄入量降低是通过GLP-1、PYY和潜在的其他肠道激素引起的。被MGAT2抑制剂升高肠道激素仅仅是作用的开端。一旦MGAT2酶的结合达到最大水平，肠道激素水平增加不具有剂量依赖性。因此，在慢性DIO研究实验中化合物12给药剂量范围在0.01-1mg/kg，体重减少不没有出现统计学差异。最小有效剂量为0.1mg/kg。为了验证食物摄入降低和减轻体重是通过抑制MGAT2活性获得，开展野生型小鼠和MGAT2敲除小鼠模型中分别比较4天体重和食物摄入变化实验。在给药之前1周所有小鼠（每组10只）提供测试餐食，随后4天测试中化合物12每天口服给药3mg/kg，该实验中化合物1作为阳性对照。在研究末期，两个化合物都没有使MGAT2基因敲除小鼠相对于载体组的小鼠体重发生显著变化。与此相反，化合物12在野生型小鼠中所有实验按天统计均出现体重减轻，化合物12在野生型小鼠中的摄食量明显减少，这与观察到的体重变化一致。而在MGAT2基因敲除小鼠中，化合物12的摄食量未观察到减少。基因敲除小鼠对化合物12缺乏反应，这也支持了化合物12是基于机制的药理作用。表3汇总了化合物12在小鼠中口服给药0.1mg/kg和大鼠、犬口服给药3mg/kg和静脉注射1mg/kg PK性质统计表。小鼠和犬的系统清除率较低（<30%）（相对于肝血流量HBF），而大鼠的清除率较高（30%-70%）。在大鼠、犬和小鼠中Vss均高，说明化合物12具有广泛的组织分布。在三种物种中Cmax在19nM到1586nM之间，AUC0-24h范围从1.4μM到12μM，其中犬的暴露量最高。半衰期在小鼠、大鼠和犬中分别为2.8h、2.5h和5.7h。口服务生物利用度中等，不同物种从25%到30%之间。化合物12在大鼠、犬、猴和人肝微粒体和肝细胞中孵育45min后和肝细胞孵育24h后代谢稳定，所有物种经代谢产物中超过96%是母体化合物。高剂量PK研究中，在大鼠和犬血浆中发现有6%的吡唑N-脱烷基化代谢产物。所有的物种在体外和体内代谢途径中发现苯基O-脱烷基化产物和进一步葡糖糖醛酸化等。检测到少量的两个葡萄糖醛酸代谢产物（<0.5%）。没有出现仅有人代谢途径产生的产物，且没有检测到谷胱甘肽缀合物。由于食物摄取量的减少和由此导致的体重下降是预测MGAT2抑制剂临床代谢获益的最重要因素，因此在对DIO小鼠模型的多剂量研究中引起体重持续下降的剂量作为人体剂量。由于0.1mg/kg/天到1.0mg/kg/天没有剂量依赖性，BMS选择0.3mg/kg/天（比最小有效剂量高半个对数）作为目标剂量，该剂量能够显著减少DIO模型的食物摄入量并减轻体重。关于PK参数的选择，使用血浆AUC水平指标作为指导。选择该指标的原因：1、MGAT2是小肠上皮肠细胞内的一种细胞内的酶，在临床上直接测量组织中的化合物暴露量并不现实。通过比较口服给药和皮下注射给药化合物1，发现食物摄入量的下降水平和血浆暴露量相匹配，表明血浆浓度是目标部位暴露量的良好替代物，能够评估在靶点结合部位的暴露量；2、该机制假设MGAT2抑制与脂肪酸相结合会导致脂肪酸的积累，而脂肪酸是受体的天然配体激动剂，会触发胰高血糖素分泌和迷走神经反应，从而导致食物摄入量减少，这表明靶点的24小时暴露可能是不必要的。考虑到这些因素，选择0.3mg/kg/天的剂量下，化合物12在DIO小鼠体内的AUC暴露量（0.394μM﹒h）指导人体剂量预测。根据临床前实验数据和建模预测，当人体剂量为5mg时，化合物12的暴露量为0.143μM﹒h。然而，在健康志愿者为研究对象的临床I期试验中，有12位志愿者采用每天给药5mg给药方案后，平均终末期半衰期在37到63之间，稳态AUC(0-24)为6.24μM﹒h，是目标AUC暴露量（0.394μM﹒h）的16倍。而在化合物1单次口服给药100mg后最终的半衰期为1.78小时。根据整个人体PK曲线，预计化合物12需要0.35mg的剂量能达到目标有效暴露量，而化合物1的剂量为126mg，如表4所示。总体分析，化合物12（BMS-986172）是一个新颖、高选择人MGAT2抑制剂。与化合物1相比，化合物12具有不同的代谢产物特征，在人、大鼠、小鼠、猴和犬的体内试验中，生成葡萄糖醛酸苷极少（T1/2>120min），且二氢吡啶酮环的C3-C4双键没有出现可检测到的同分异构体。化合物12对MGAT2基因敲除的小鼠没有影响，可减少野生型小鼠的食物摄入量和体重，最低有效剂量为0.1mg/kg（体重减轻5%）。BMS-986172在美国完成了临床I期试验（NCT04926051），预计后续将开发治疗肥胖症和NASH。文章来源J. Med. Chem. 2023, 66, 13135−13147请点击此处链接观看CyberSAR系统详细使用教程1.药渡CyberSAR结合药物设计思想，挖掘了文献及专利报道的活性的结构，通过CyberSAR以方便快速获得研发人员兴趣靶向结构，以供开拓思路，就MGAT2抑制剂举例如下：2.在靶点界面选中“化学空间”选项标签下级联“聚类结构视图”选项卡，可以将CyberSAR平台收录的文献和专利具有关于MGAT2相关实验测试活性的分子以“母核结构聚类 “的形式展示。其中绿色字体高亮的”为文献报道的体外酶、细胞活性测试实验中IC50<100nM的活性分子结构、具体实验、实验结果及实验来源。3.在靶点界面选中“化学空间”选项标签下级联“原始结构视图”选项卡，可以将CyberSAR平台收录的文献具有关于MGAT2相关实验测试活性的分子以“研发阶段时光轴”的形式展示。其中绿色字体高亮的”数据挖掘“即为潜力Hit。登录方式CyberSAR在电脑浏览器端登录网址：https://data.pharmacodia.com/cybersar/，欢迎猛烈试用。请点击此处链接观看CyberSAR系统详细使用教程如需进一步沟通，请扫码添加微信联系药渡赵博士或药渡CyberSAR沟通群。

ASH会议临床1期

2022-10-16

·BiG生物创新社

北大刘国全团队 | 靶向光降解PDTAC引发铁死亡和有效的抗肿瘤免疫

导读铁死亡（ferroptosis）是近年发现的一种新型细胞死亡方式，其特征是谷胱甘肽耗竭，谷胱甘肽过氧化物酶 4 (GPX4 ) 活性下降；脂质氧化物不能被还原，继而二价铁离子氧化脂质产生大量活性氧，导致细胞发生铁死亡。由于该过程依赖铁，所以被称为铁死亡。作为铁死亡核心调控子的GPX4，已被认为是细胞铁死亡研究的“明星分子”用小分子抑制剂靶向GPX4进行癌症治疗仍然具有挑战性。GPX4的分子表面缺乏药物样结合袋。经典抑制剂（例如，RSL3 和 ML210）均通过与GPX4的活性位点共价结合而发挥作用，这在体内应用中可能具有低选择性和全身毒性。光降解靶向嵌合体 (PDTAC)由三个功能模块组成，一个结合感兴趣的蛋白质 (POI) 的靶向配体，一个在光照射下产生活性氧 (ROS) 的光敏剂 (PS)，以及一个连接前两部分的接头。原则上，PDTAC 的三个模块可以组装成通用分子来降解所需的蛋白质。蛋白质降解与光激活的耦合赋予 PDTAC 高度时空控制，这将非常有利于药物开发。2022年9月6日，北京大学药学院化学生物学系，天然药物与仿生药物国家重点实验室课题组长刘国全团队在药物化学权威期刊Journal of Medicinal Chemistry在线发表了题为“PDTAC: Targeted Photodegradation of GPX4 Triggers Ferroptosis and Potent Antitumor Immunity”的最新研究成果。研究者创新性地将维替泊芬(VPF)与GPX4靶向配体结合设计了PDTAC可以选择性地降解 GPX4并诱导具有强免疫原性的铁死亡细胞死亡。下面就跟随小编一起来解读这篇文献吧。作者 | 阿卜图一光降解GPX4和触发铁死亡的原理示意图靶向嵌合体的表征既然是靶向+产生活性氧，作者首先选择了文献报道的在红光激发下具有很强产生单线态氧的光敏剂维替泊芬，以及两个靶向肽TP-1和TP-2合成了两个PDTAC(PV-1和PV-2)。在作者先前研究中就探究了不同的光敏剂通过PDT诱导的铁死亡。拿到目标产物作者马不停蹄的想要去验证其效果。作者检查了这些嵌合体是否可以穿透癌细胞。两个PDTAC在A549细胞中孵育，基于VPF部分荧光和绿色的商用膜染料Dio共聚焦成像表明，这两种嵌合体很容易被A549细胞吸收。紧接着研究这些嵌合体对GPX4的结合亲和力，作者的初衷是光敏剂和靶向肽联合发挥各自的功能但彼此之间不影响。使用BLI测量了亲和常数KD。结果表明单独的光敏剂VPF不与GPX4mu结合，与它们的靶向肽相比，两种嵌合体的KD几乎不受影响。此外，评估了PV-2与GPX4在活细胞中的靶向结合，细胞热位移测定实验（CTSA）表明PV-2确实增加了GPX4的热稳定性。剂量依赖性实验显示在μM尺度上的有效浓度与从BLI获得的KD相当。靶向功能验证完毕，你和作者想到一起去了。为了测试这些嵌合体是否可以光降解GPX4mu，作者使用基于考马斯蓝的Bradford蛋白测定来监测光解过程。照射15分钟后，两种嵌合体在SDS-PAGE分析中几乎消除了GPX4mu条带，而单独的VPF对GPX4mu仅表现出中等影响。这些结果主要证明了作者设计的想法，即靶向肽引导光诱导的ROS有效降解POI。图二 PDTAC分子的表征在细胞裂解物中选择性光解GPX4不要以为完结撒花了，能够发表高水平文章，让我们接着跟随作者的脚步探索科研之旅。作者为了验证这些了两个PDTAC的红光激发下是否可以降解细胞裂解物中的GPX4。当暴露在光照下5分钟时，两种嵌合体都可以显着降解GPX4，并表现出明显的浓度依赖性。此外，当嵌合体浓度固定时，GPX4的降解也取决于辐照持续时间。GPX4水平在没有光照射的情况下根本不受影响，这表明降解是光诱导ROS的结果。有趣的是，这种降解具有高度选择性，而GPX家族的另一个成员谷胱甘肽过氧化物酶1(GPX1)的丰度保持不受影响。此外，其他蛋白质，例如酰基辅酶A合成酶长链家族成员4（ACSL4，铁死亡的重要调节因子）和乙酰辅酶A乙酰转移酶1（ACAT1，调节甾醇代谢），在相同处理下也没有受到影响。图三PV-1和PV-2在细胞裂解物中选择性降解GPX4在活细胞中选择性光解GPX4作者一鼓作气，研究了这些嵌合体是否保留了它们在复杂细胞环境中光降解GPX4的能力。GPX4也被PV-1或PV-2照射降解，这取决于照射持续时间和嵌合体浓度。没有光照射的嵌合体不影响GPX4水平再次证实了光诱导ROS在这种活细胞蛋白质降解中的关键作用。检查其他蛋白质的丰度，包括ACSL4、GPX1 和 ACAT1，也证明了PV-1 和PV-2光解的选择性。此外，使用考马斯蓝通过SDS-PAGE对整个细胞蛋白进行染色，以检查光降解的选择性。有趣的是，在PV-2处理的细胞中观察到对应于GPX4的条带中的褪色，而其他条带与未处理细胞中的条带相似。图四 PV-1 和 PV-2 在 A549 活细胞中选择性降解 GPX4GPX4的光解主要诱导铁死亡作者评估了对铁死亡高度敏感的癌细胞中的细胞死亡，例如三阴性乳腺癌（MDA-MB-231和4T1）和黑色素瘤（鼠B16）。MDA-MB-231、4T1和B16细胞的IC50值分别为2.8、3.7和3.8μM。观察到Lip-1 不仅降低了脂质ROS水平，而且还降低了由PDT引起的细胞死亡。另外铁死亡抑制剂，铁螯合剂去铁胺（DFO），也显着降低了由这些嵌合体引发的细胞死亡。相比之下，坏死性细胞死亡通常是高PS浓度下的主要细胞死亡途径。如台盼蓝染色所示，具有4-5μM VPF的 PDT 导致细胞膜快速破坏，而用嵌合体处理的细胞仍然完好无损。Lip-1和 DFO都不能降低由 VPF 引起的细胞死亡。图五带有PV-2 的PDT 在多个癌细胞中诱导铁死亡GPX4的光解引发有效的免疫原性细胞死亡在细胞层面研究了嵌合体的光降解效果，作者紧接着通过用PV-2处理的垂死B16细胞接种免疫能力强的小鼠，观察到延长的存活率和当小鼠再次用活癌细胞接种时延缓肿瘤生长。带有一些非靶向PS的PDT也可能具有免疫原性。小鼠骨髓来源的树突状细胞(BMDCs)的体外刺激表明，PV-2处理的癌细胞比VPF处理的细胞导致更有效的BMDC成熟，这一点从CD11c+中 MHC II和CD86 的表达水平所可以看出来。对垂死的癌细胞释放的ATP和高迁移率组蛋白B1（HMGB1）的测量也表明，PV-2处理诱发了这两种常见的DAMPs的更高浓度。这种通过PDTAC对蛋白质进行的选择性光降解具有快速出现的 PROTAC（蛋白水解靶向嵌合体）技术的一些特征。GPX4的光解表现出至少两个有意义的特征，即使用非抑制性靶向配体，尤其是降解难成药物蛋白靶标。此外，PDTAC拥有光激活的高时空精度，这有助于减少体内使用时的全身毒性。另外，PS的多种选择可以导致使用近红外光进行光解，这是体内应用的最佳条件。图六带有PV-2的PDT在体外和体内均诱导ICD总结作者提出了一种独特的PDTAC策略，该策略由三个可替换模块组成，以诱导蛋白质的光降解。为了证明其可行性，通过将不具有抑制活性的肽配体与PS合成了两种靶向嵌合体，旨在基于GPX4的靶向降解引发癌细胞中的铁死亡。这些嵌合体保留了对GPX4的结合亲和力，并在红光照射下选择性地降解细胞裂解物和活细胞中的GPX4。这种酶的光降解诱导脂质过氧化，并主要将细胞死亡转变为铁死亡，从而在体外和体内触发有效的免疫原性反应。基于PDTAC策略的GPX4靶向降解为诱导铁死亡提供了一种新的光可实现的方法，这可能会促进其在癌症免疫治疗中的应用。主要参考文献 [1] Liu S, Zhao X, Shui S, Wang B, Cui Y, Dong S, Yuwen T, Liu G. PDTAC: Targeted Photodegradation of GPX4 Triggers Ferroptosis and Potent Antitumor Immunity. J Med Chem. 2022 Sep 22;65(18):12176-12187. doi: 10.1021/acs.jmedchem.2c00855. Epub 2022 Sep 6. PMID: 36066386.[2] Shui S, Zhao Z, Wang H, Conrad M, Liu G. Non-enzymatic lipid peroxidation initiated by photodynamic therapy drives a distinct ferroptosis-like cell death pathway. Redox Biol. 2021 Sep;45:102056. doi: 10.1016/j.redox.2021.102056. Epub 2021 Jun 23. PMID: 34229160; PMCID: PMC8264218.[3] van Straten D, Mashayekhi V, de Bruijn HS, Oliveira S, Robinson DJ. Oncologic Photodynamic Therapy: Basic Principles, Current Clinical Status and Future Directions. Cancers (Basel). 2017 Feb 18;9(2):19. doi: 10.3390/cancers9020019. PMID: 28218708; PMCID: PMC5332942.[4] Sakamoto K, Sogabe S, Kamada Y, Matsumoto SI, Kadotani A, Sakamoto JI, Tani A. Discovery of GPX4 inhibitory peptides from random peptide T7 phage display and subsequent structural analysis. Biochem Biophys Res Commun. 2017 Jan 8;482(2):195-201. doi: 10.1016/j.bbrc.2016.11.035. Epub 2016 Nov 9. PMID: 27836545.扫码加入BiG生物创新社读者交流群，分享、交流纯粹的行业知识，非诚勿扰！BiGScientific Driven, Making Impact!创新生态丨医药论坛丨行业分析媒体公关丨BiG Webinar联系我们商务：Max 18662346610媒体：Kathy 17621909690

蛋白降解靶向嵌合体免疫疗法小分子药物