PROTAC 作為一種新型的治療手段，其獨(dú)特的降解機(jī)制可以有效避免耐藥性突變的產(chǎn)生，而其獨(dú)特的三元復(fù)合物的結(jié)構(gòu)形式更是可以從現(xiàn)有的 EGFR 抑制劑出發(fā)來設(shè)計(jì)相應(yīng)分子結(jié)構(gòu)。目前靶向 EGFR 的 PROTAC 由于體內(nèi)藥效學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的缺乏而未能進(jìn)入臨床試驗(yàn)，但同樣是抗癌藥物的 ARV-110 和 ARV-471 等 PROTAC 分子的臨床研究也為這種治療方法的開發(fā)帶來曙光^[4]。
 
下面，就讓我們按照時(shí)間順序盤點(diǎn)一下目前為止具有不錯(cuò)研究價(jià)值的靶向 EGFR 的 PROTAC 分子。
 
 
 
Gefitinib-based PROTAC 3
 
該結(jié)構(gòu)發(fā)表于 2018 年 1 月，Burslem 等通過 linker 將 EGFR 結(jié)合元件 (EGFR 第一代抑制劑吉非替尼結(jié)構(gòu)片段) 與 von Hippel-Lindau 配體 (用于募集相應(yīng)的 VHL E3 連接酶) 結(jié)合，活性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該分子可以作用于 HCC827 (外顯子 19 缺失) 和 H3255  (L858R 突變)的細(xì)胞，誘導(dǎo) EGFR 降解，DC₅₀ 分別為 11.7 nM 和 22.3 nM^[5]。 

 

PROTAC EGFR degrader 5
 

該結(jié)構(gòu)發(fā)表于 2020 年 3 月，Zhang 等通過將其課題組早期 EGFR 抑制劑 EGFR-IN-5^[6]與 linker-E3 (VHL) 配體連接構(gòu)建了 PROTAC EGFR degrader 5 (Compound 10)。該分子可有效降解 HCC827 細(xì)胞中的 EGFR^Del19，DC₅₀ 為 34.8 nM，也可以顯著誘導(dǎo) HCC827 細(xì)胞凋亡 (apoptosis) 并將細(xì)胞阻滯在 G1 期^[7]。

 

PROTAC EGFR degrader 6
 
 
該結(jié)構(gòu)與上述 PROTAC EGFR degrader 5 發(fā)表于同一文獻(xiàn)，結(jié)構(gòu)上兩者在 E3 泛素連接酶的選擇上不同，PROTAC EGFR degrader 6 (Compound 2)選擇 CRBN 配體作為 E3 泛素連接酶，它可有效降解 HCC827 細(xì)胞中的  EGFR^Del19，DC₅₀ 值為 45.2 nM。PROTAC EGFR degrader 6 也可以顯著誘導(dǎo) HCC827 細(xì)胞凋亡并將細(xì)胞阻滯在 G1 期^[7]。

 

PROTAC EGFR degrader 4
 
該結(jié)構(gòu)發(fā)表于 2020 年 12 月，Zhao 等仍然沿用上述設(shè)計(jì)思路，選用高 EGFR 抑制活性的含嘌呤衍生物作為 PROTAC 配體，通過對(duì)接模型尋找合適接頭位點(diǎn)，設(shè)計(jì)合成PROTAC EGFR degrader 4。它可以誘導(dǎo) EGFR^Del19 和 EGFR^L858R/T790M 降解，DC₅₀ 值分別為 0.51 和 126 nM。PROTAC EGFR degrader 4 顯著抑制 HCC827 和 H1975 細(xì)胞系的生長，IC₅₀ 值分別為 0.83 和 203.1 nM。機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，誘導(dǎo) EGFR 降解與自噬 (autophagy) 有關(guān)^[8]。

 

PROTAC EGFR degrader 2
 
該結(jié)構(gòu)發(fā)表于 2022 年 3 月，Shi 等人為了解決 PROTAC 缺乏組織特異性而產(chǎn)生的脫靶毒性問題，設(shè)計(jì)了一種針對(duì)實(shí)體瘤高水平硝基還原酶 (NTR) 特性的 PROTAC 分子，這種分子本身處在 VHL 配體被屏蔽的無活性形式，一旦接觸到腫瘤細(xì)胞中的 NTR 該屏蔽位點(diǎn)即可被還原從而釋放活性型。PROTAC EGFR degrader 2 正是這一活性型分子，它具有良好的抗增殖活性，IC₅₀ 為 4.0 nM，同時(shí)也具有良好的 EGFR 降解活性，DC₅₀ 為 36.51 nM^[9]。
 

PROTAC EGFR degrader 2 的降解過程^[9]

 

PROTAC EGFR degrader 3
 

該結(jié)構(gòu)發(fā)表于 2022 年 3 月，Zhao 等首次在 EGFR PROTAC 的結(jié)構(gòu)中加入共價(jià)結(jié)合片段，并分別評(píng)價(jià)了共價(jià)與可逆結(jié)合對(duì) PROTAC 的講解能力的影響。

結(jié)果表明，共價(jià)結(jié)合的 PROTAC EGFR degrader 3 是一種高效的 PROTAC EGFR 降解劑，它對(duì) H1975 和 HCC827 細(xì)胞具有優(yōu)異的細(xì)胞活性和高選擇性。機(jī)制研究表明，另一條有別于泛素蛋白酶體途徑的溶酶體參與了該 EGFR 突變體的降解過程^[10]。

^{PROTAC EGFR degrader 3 的結(jié)構(gòu)式}

MS9427
 

該結(jié)構(gòu)發(fā)表于 2022 年 6 月，Yu 等對(duì) PROTAC 的突變型和野生型 EGFR 降解能力做了構(gòu)效關(guān)系研究，并由此開發(fā)了 MS9427。MS9427 對(duì)野生型 EGFR 和突變型 EGFR^L858R 的 K_d 分別為 7.1 nM 和 4.3 nM。它通過泛素/蛋白酶體系統(tǒng)  (UPS) 和自噬/溶酶體途徑有效誘導(dǎo)突變型 EGFRs 降解，但并未造成野生型 EGFR 的降解。MS9427 對(duì) NSCLC 細(xì)胞增殖有較強(qiáng)的抑制作用。

 

 

此外研究人員還發(fā)現(xiàn) PI3K 抑制會(huì)使野生型 EGFR 致敏從而被 PROTAC 誘導(dǎo)降解，PI3K 抑制劑聯(lián)合治療增強(qiáng)了含有野生型 EGFR 的癌細(xì)胞中 EGFR 降解劑的抗增殖活性，為野生型 EGFR 過表達(dá)患者提供了潛在的治療策略^[11]。

^{MS9427 對(duì)突變與野生型 EGFR 的不同降解方式[11]}

MS9449
 

MS9449 是一種有效的 PROTAC EGFR 降解劑，對(duì)野生型 EGFR 和突變型 EGFR L858R 的 K_d 分別為 17 nM 和 10 nM。MS9449 通過泛素/蛋白酶體系統(tǒng) (UPS) 和自噬/溶酶體途徑有效誘導(dǎo)突變型 EGFRs 降解。MS9449 對(duì) NSCLC 細(xì)胞增殖有較強(qiáng)的抑制作用^[11]。

 

 

總之，針對(duì) EGFR 的 PROTAC 設(shè)計(jì)與開發(fā)基于目前眾多的替尼類分子，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上較為簡單，但這類分子的開發(fā)仍需要藥效學(xué)與藥代動(dòng)力學(xué)的研究跟進(jìn)。

此外，這種由現(xiàn)有抑制劑去開發(fā) PROTAC，以防止耐藥性問題出現(xiàn)的策略，也不失為一套成熟的新藥研發(fā)方法。

相關(guān)產(chǎn)品

Gefitinib-based PROTAC 3 Gefitinib-based PROTAC 3，通過 linker 將 EGFR 結(jié)合元件與 von Hippel-Lindau 配體結(jié)合，作用于 HCC827 (外顯子 19 缺失) 和 H3255 (L858R 突變) 細(xì)胞，誘導(dǎo) EGFR 降解。

PROTAC EGFR degrader 5 PROTAC EGFR degrader 5 是一種 PROTAC EGFR 降解劑，可有效降解 HCC827 細(xì)胞中的 EGFRDel19，DC50 為 34.8 nM。PROTAC EGFR degrader 5 顯著誘導(dǎo) HCC827 細(xì)胞凋亡。

PROTAC EGFR degrader 6 PROTAC EGFR degrader 6 是一種 PROTAC EGFR 降解劑。PROTAC EGFR degrader 6 顯著誘導(dǎo) HCC827 細(xì)胞凋亡 (apoptosis) 并將細(xì)胞阻滯在 G1 期。

PROTAC EGFR degrader 4 PROTAC EGFR degrader 4 是一種有效的 PROTAC 靶向突變 EGFR。PROTAC EGFR degrader 4 誘導(dǎo) EGFRDel19 和 EGFRL858R/T790M 降解， DC50 值分別為 0.51 和 126 nM。26 nM。

PROTAC EGFR degrader 2 PROTAC EGFR degrader 2 是一種有效的 PROTAC EGFR 降解劑，具有良好的抗增殖活性和良好的 EGFR 降解活性，DC50 為 36.51 nM。

PROTAC EGFR degrader 3 PROTAC EGFR degrader 3 是一種有效的 PROTAC EGFR 降解劑。PROTAC EGFR degrader 3 對(duì) H1975 和 HCC827 細(xì)胞具有優(yōu)異的細(xì)胞活性和高選擇性。

MS9427 MS9427 是一種有效的 PROTAC EGFR 降解劑，對(duì)野生型 EGFR 和突變型 EGFRL858R 的 Kd 分別為 7.1 nM 和 4.3 nM。MS9427 通過泛素/蛋白酶體系統(tǒng) (UPS) 和自噬/溶酶體途徑有效誘導(dǎo)突變型 EGFRs 降解。

PROTAC EGFR degrader 7 PROTAC EGFR degrader 7 是一種有效的、選擇性 CRBN 招募的 PROTAC EGFRL858R/T790M 降解劑，其 DC50 為 13.2 nM。

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參考文獻(xiàn)

 

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