导读
苯扎鲁胺(ENZ)是第二代雄激素受体(AR)拮抗剂，用于治疗去势抵抗前列腺癌(CRPC)，据报道可在开始治疗后一年内延长生存时间。然而，CRPC患者可发生ENZ抵抗(ENZR)，其主要原因是AR信号的异常重新激活，涉及全长AR(ARf1)或主要活跃的雄激素受体剪接变异体7(ARv7)和ARf1/ARv7异二聚体的表达增加。目前，CRPC中的ENZR还没有有效的治疗方法。因此，基于ENZ结构合理设计了一个小分子LLU-206，该小分子LLU-206对ARf1和ARv7都有很强的抑制作用，可以抑制CRPC中PCa的增殖和抑制ENZR。机制上，LLU-206通过小鼠双分钟2介导的泛素化，促进ARf1/ARv7蛋白降解，降低ARf1/ARv7异二聚体。最后，LLU-206表现出良好的药代动力学特性，对血液屏障的渗透性较差，导致包括癫痫和神经毒性在内的不良反应的发生率低于基于ENZ的疗法。总之，我们的研究结果表明LLU-206可以通过ARfl/ARv7异源二聚体和蛋白质降解的双靶向作用有效抑制ARfl/ARv7驱动的CRPC，为设计新一代AR抑制剂以克服ARfl/ARv7驱动的CRPC提供了新的见解。
论文ID
题目：A novel inhibitor of ARfl and ARv7 induces protein degradation to overcome enzalutamide
resistance in advanced prostate cancer
译名：一种新的ARF1和ARv7抑制剂诱导蛋白质降解以克服晚期前列腺癌对苯扎鲁胺的耐药性
期刊：Acta Pharmaceutica Sinica B
IF：14.903
发表时间：2022.11
通讯作者单位:中国药科大学
DOI号：https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.05.003
主要内容
前列腺癌(PCa)是全球男性癌症相关死亡的第二大原因。根据GLOBOCAN的数据，2020年估计发现了140万例新的PCA病例和375,000例死亡。鉴于前列腺的生长和发育依赖雄激素，雄激素剥夺疗法通常是治疗晚期前列腺癌的首要选择。然而，由于雄激素受体(AR)信号通路的重新启动，几乎所有的患者在雄激素剥夺治疗后一年内复发并发展为致死性去势抵抗前列腺癌(CRPC)。苯扎鲁胺(Enz)通过与受体的配体结合域(LBD)结合来治疗CRPC的第二代AR拮抗剂。
目前CRPC的标准治疗包括第二代非类固醇抗雄激素ENZ、ARN-509和ODM-201，它们抑制雄激素受体信号转导。尽管这些药物可以延长患者的生存时间，但它们并不是根治的，固有的或后天的治疗耐药性仍然是一个主要的临床难题。CPRC的特点是AR和ARv7的表达增加导致AR信号的异常重新激活，ARv7是一种结构性活跃的LBD缺陷变体，与不良预后和治疗耐药有关。因此，识别可以同时靶向ARf1和ARv7的药物可能提供一种克服ENZR的新方法。在本研究中，我们提供了小分子LLU 206作为一种新的ARf1/ARv7抑制剂在前列腺癌中固有和获得性ENZR的临床前证明。
一种针对AR的新型小分子抑制剂的筛选和鉴定
在本研究中，我们从一系列新的硫代海因衍生物库中广泛地筛选出197种化合物。设计和合成的策略是以第二代AR拮抗剂ENZ为初始化学支架，以吡啶环取代苯环为母核结构，筛选新型AR抑制剂。优化后的LLU-206分子结构与ARFL具有较高的结合亲和力。我们通过细胞存活率和肿瘤生长实验系统地研究了LLU-206的药理作用。LLU-206显著抑制22Rv1、LNCaP和LNCaP-ENZR细胞的增殖和肿瘤生长。
同时，较低的IC50值和较高的抑瘤率进一步表明LLU-206对PCa细胞的生长抑制效果优于ENZ。重要的是，LLU-206除了影响ARf1的降解外，还影响ARv7蛋白的稳定性和转录活性。因此，LLU-206被认为是治疗CRPC和ENZR患者的高效药物。
越来越多的证据表明，ARv7可以作为一种生物标志物，对CRPC下一代雄激素靶向治疗的反应具有预测价值。与ARf1结构不同的是，ARv7没有铰链和LBD区域，但它包含一个DNA结合结构域(DBD)和一个氨基末端反式激活结构域。ARv7在抗去势生长中发挥着越来越重要的作用，需要与ARf1进行异源二聚反应，以减少特定的ARf1/ARv7靶基因的转录，抑制生长抑制基因的表达。ARv7因此恢复AR信号，在没有雄激素的情况下触发治疗抵抗。事实上，靶向ARf1/ARv7异源二聚并研究ARv7和ARf1之间的相互作用对于开发新的策略来应对ENZR非常重要。在这项研究中，我们确定了一种先导化合物LLU-206，它在体外和体内都能有效地干扰ARf1和ARv7的表达。此外，LLU-206通过破坏ARf1/ARv7的异源二聚反应，在PCa中表现出了良好的克服ARf1/ARv7驱动的ENZR的效率。总之，LLU-206是解决慢性前列腺癌患者ENZR的一个有前途的候选药物。
LLU-206可抑制PCa和CRPC细胞的增殖，促进其凋亡
此外，我们还探讨了LLU-206介导的ARf1/ARv7降解机制。发现LLU-206促进ARF1与MDM2和ARv7的相互作用，导致泛素-蛋白酶体系统降解和泛素化ARF1和ARv7。有趣的是，靶向蛋白质降解是一种基于药物的新的治疗概念，这种药物通过促进蛋白质与E3泛素连接酶的结合来破坏蛋白质的稳定。值得注意的是，MDM2是一种E3泛素连接酶，在最后的泛素化步骤中与泛素和ARf1特异性地相互作用，最终触发泛素-蛋白酶体系统，加速蛋白质降解。在我们的研究中，分子对接预测表明LLU-206与MDM2紧密结合。
此外，IP分析显示LLU-206增强了ARfl与MDM2或ARv7的相互作用。这些结果表明LLU-206可能作为一种分子胶水，可以通过协调直接在-中降解蛋白质(包括ARv7)靶与连接酶之间的相互作用。此外，ARv7的功能需要通过ARf1的C端与ARv7中的N端FxxLF基序以及ARf1或ARv7的DNA结合结构域与ARf1的异源二聚作用。二聚化是构成ARv7DNA结合和转录激活功能必不可少的必要条件。令人惊讶的是，在本研究中，LLU-206显著抑制了ARf1和ARv7二聚体的形成和下游转录调控，这可能与AR泛素化和降解有关。ARv7抑制基因在LNCaP-ENZR细胞中表达上调(与LNCaP细胞相比)。这可能是耐药后的代偿反应和异质性引起的动态变化。二聚体的形成涉及DBDeDBD和NTDeLBD区域的连接。在我们之前的研究中，我们发现LLU-206可以与AReLBD竞争，阻止二聚体的形成。LLU-206是否与NTD或DBD区域结合还需要更深入的研究。此外，LLU-206调控ARv7的机制以及它如何促进ARv7和MDM2之间的相互作用在我们的工作中仍未确定。
LLU-206在体内抑制22RV1和LNCaP-ENZR异种移植物的生长
总结
在本研究中，研究者筛选和鉴定了LLU-206作为一种新的化合物，它具有良好的类药物特性，可以显着抑制肿瘤生长，并克服PCa细胞株的ENZR。我们的实验数据进一步证实，LLU-206的药理作用可能归因于通过依赖MDM2的泛素蛋白酶体系统降解ARF1/ARv7，可能是通过干扰ARF1和ARv7的相互作用。因此，LLU-206可被认为是治疗PCa、CRPC和ENZR CRPC的新的候选药物。
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.05.003
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