JMC：新型选择性强效靶向ERα的PROTAC降解剂，体内外有效克服乳腺癌激素治疗耐药

然而，大约40%的乳腺癌患者在接受长期的Tamoxifen治疗后，将面临着获得性抗性，这将限制SERM药物Tamoxifen的治疗范围。对于SERD类药物，其能够降解ERα，导致ERα的减少，抑制ER信号通路进而抑制乳腺癌细胞的生长，这将在一定程度上减轻长期内分泌治疗带来的药物抗性。Fulvestrant是首个被FDA批准的用于治疗转移性ER+乳腺癌的SERD类药物，只是该药物的成药性差，不方便给药。2023年，Elacestrant是首个FDA批准的口服SERD类药物，用于治疗晚期或转移性乳腺癌患者。尽管这些SERD已经显示出相当大的临床益处，但对于ER+乳腺癌来说，内在和获得性耐药风险的增加仍然是一个重大挑战。最近，PROTAC技术发展迅速，多种靶向ER的PROTAC降解剂被开发出来，尽管ARV-471是临床进展最快的靶向降解ER的PROTAC分子，仍然只有少量用于治疗内分泌抗性乳腺癌细胞的PROTAC分子的体内研究被报道。此外，在人体中，ER包含两种亚型，ERα和ERβ，ERβ主要在良性组织中表达，抑制ER+乳腺癌细胞的增殖，而ERα对ER+乳腺癌细胞的增殖，分化以及侵袭起着重要的作用。因此，如何开发更精准的靶向ERα治疗ER+乳腺癌的药物仍然是很大的挑战。

近期，发表在Journal of Medicinal Chemistry 杂志上的“ Discovery of a Novel Class of PROTACs as Potent and Selective Estrogen Receptor α Degraders to Overcome Endocrine-Resistant Breast Cancer In Vitro and In Vivo ”报道了一种能够通过选择性降解ERα克服激素治疗抗性乳腺癌的PROTAC分子。

作者首先确定了一种新型ER药效团骨架—7-氧沙比环[2.2.1]庚烷磺酰胺（OBHSA）（如图，6a）作为ER蛋白招募配体。另外，在乳腺癌患者体内，VHL的表达显著高于CRBN，因此，选用VHL作为E3连接酶设计PROTAC可能更有利于获得具有高活性的PROTAC分子。同时，作者还设计并合成了一类基于CRBN的PROTAC分子作为比较。（所得化合物结构如下图所示）

接下来，作者测试了ZD1-20的ERα降解活性（如图），结果表明，在MCF-7细胞中，多数化合物在1 μM浓度下对ERα表现出较强的降解活性，其中VHL招募的ZD2，ZD8，ZD11，ZD12在1 μM浓度下表现出和Fulvestrant相当甚至更佳的ERα选择性降解能力。此外，考虑到ERα突变（Y537S和D538G）是临床上报道的内分泌耐药的主要原因之一，作者构建了ERα突变的乳腺癌细胞系T47D D538G和T47D Y537S并发现优选化合物在2 μM浓度下不仅能够降解野生型ERα还能有效降解突变型ERα，并且在对Tamoxifen耐药的MCF-7细胞系LCC2中也能表现出显著的降解效果，这些结果表明优选化合物具有克服内分泌耐药的潜力。

之后，作者选择了化合物ZD8和ZD12进行后续研究，并且发现这两种化合物在0.01到10 μM浓度下均能够实现ERα的有效降解，然而在浓度达到10 μM时，ERα蛋白质水平有一定程度上的恢复，这与Hook效应有关。并且，在相同浓度下ZD12的降解活性优于化合物Fulvestrant和ZD8。

作者进一步评估了在ERβ过表达细胞系NCI-H1975中ZD8和ZD12对ERβ的降解能力，发现这两种化合物在高浓度下不会实现ERβ的降解。鉴于PROTACs的降解机制，作者认为这种降解现象是由于ERα和ERβ蛋白在三元配合物形成过程中的结构差异，导致不同的ER亚型选择性降解活性。此外，作者还应用分子模型模拟了三元配合物的形成和选定的化合物ZD8与ERα-VHL蛋白复合物对接，结果表明，化合物ZD8能与ERα和VHL蛋白形成稳定的三元复合物。

然后，作者以4-OHT和Ful作为阳性对照，测试了这些PROTACs对一系列乳腺癌细胞和正常乳腺细胞系的抑制活性（如表）。值得注意的是，这类化合物对三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231没有表现出抗增殖活性，说明该类化合物是通过降解ERα起到抗增殖活性的。另外，在对Tamoxifen敏感的MCF-7细胞中，ZD12的抑制活性优于4-OHT和Fulvestrant。重要的是，以ZD2和ZD12为代表的PROTACs对野生型和突变型ERα T47D细胞都表现出明显的抑制作用。

作者还探究了化合物ZD8和ZD12对ERα靶基因的影响，发现其能够抑制ERα靶基因新生RNA的合成并且ZD8和ZD12可以在全基因组范围内显著降低与ERα的结合，降低ERα靶基因表达。

最后，作者对优选化合物的体内抗肿瘤活性进行了探究。优选化合物ZD8，ZD12和ZD19均表现出适度的口服生物利用度，其中，ZD8以单次腹腔注射10 mg/kg的剂量表现出良好的药代动力学特性。在MCF-7异种移植小鼠体内，化合物ZD8表现出和Tamoxifen与Fulvestrant相当的肿瘤生长抑制作用，并且随着时间的延长，在相同剂量下，ZD8与Fulvestrant表现出优于Tamoxifen的抗肿瘤活性，在此期间没有观察到死亡和明显的体重下降。此外，在Tamoxifen耐药的ER+乳腺癌LCC2小鼠模型体内，ZD8和ZD12也表现出较强的抗肿瘤活性，并且在相同剂量下，ZD12在肿瘤组织中表现出更好的肿瘤抑制作用和ERα降解作用。