PNAS｜靶向AR半胱氨酸的共价抑制剂，用于治疗前列腺癌
2023-01-06 精准药物 精准药物 发表于上海
前列腺癌(PCa)是一种威胁许多男性生命健康的疾病，而治疗晚期PCa的药物主要包括雄激素受体(AR)拮抗剂和雄激素合成阻断剂。
大家好！本周为大家推荐一篇发表在PNAS上的文章：Inhibiting Androgen Receptor Splice Variants with Cysteine-Selective Irreversible Covalent Inhibitors to Treat Prostate Cancer，文章的通讯作者是来自田纳西大学的Ramesh Narayanan，他从事抗癌药物发现相关的研究。
前列腺癌(PCa)是一种威胁许多男性生命健康的疾病，而治疗晚期PCa的药物主要包括雄激素受体(AR)拮抗剂和雄激素合成阻断剂。由于固有的耐药性，这些药物对30%的患者无法产生疗效。研究表明耐药性与AR的剪接变体(AR-SVs)如AR-V7和其功能结构域AF-1有关，但对它们的结构和具体作用机制仍知之甚少，因此作者对其展开了结构和功能等多方面的研究。
首先，作者通过计算和实验的方法证实AF-1和AR-V7能自发产生液-液相分离(LLPS)形成凝聚液滴，表现出无序蛋白的特征。无序蛋白没有明确的结合口袋，因此成药难度大。结合作者此前在AF-1结合小分子筛选方面的经验以及构效关系分析，作者获得了两个具有潜在共价结合能力的分子UT-143和UT-215，它们都具有α,β-不饱和酮的亲电反应基团。在接下来的生化分析中，作者发现二者都能抑制AR的激活，但UT-143选择性更强。为了解析UT-143的共价结合位点，作者通过LC-MS分析与点突变验证发现UT-143靶向AF-1的C406和C327两个氨基酸，体外共孵育时其修饰率能达到60%-80%。
随后，作者研究了这些共价结合剂对AF-1的LLPS的影响，发现它们可以改变AF-1构象使其稳定，相分离中断，并降低胞内流动性。当把关键的C406和C327等残基突变为A后，虽然不再能发生共价反应，但这些突变自身就阻断了相分离过程。为了进一步确定这种共价结合以及构象转变会对AR-V7与其他蛋白质的相互作用产生什么影响，作者通过免疫共沉淀分析了UT-143处理前后AR-V7相互作用组的变化，发现鉴定到的相互作用蛋白绝大多数在UT-143处理后都下调了。这种相互作用组的改变进一步影响了AR-VT的染色质可及性，使细胞的转录组也发生了广泛的变化。
最后，作者回到表型上评估了UT-143对PCa的治疗潜力。细胞模型上，UT-143只抑制AR靶向基因的表达以及阳性细胞的增殖；大鼠模型上，UT-143处理对PCa肿瘤生长的抑制率超过了95%，并且对体重和雄激素无关的器官重量都没有显著影响，但是会导致前列腺和精囊的重量大大降低。
综上，本文作者发展了共价靶向AR-SV的AF-1结构域的AR活性拮抗剂，并证明其共价结合可以破坏LLPS过程，对转录组和AR-SV的相互作用组产生广泛影响。虽然目前已经证明作者开发的共价拮抗剂具有AR阳性PCa肿瘤抑制活性，但它们的详细作用机制还有待更深入的研究。
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