復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院王永輝教授研究團(tuán)隊致力于新型RORγt小分子調(diào)節(jié)劑的發(fā)現(xiàn)及其作用機制研究，報道了多種不同骨架類型的RORγt調(diào)節(jié)劑，包括用于自身免疫性疾病治療的RORγt抑制劑（反向激動劑）和用于癌癥免疫治療的RORγt激動劑；并在RORγt受體抑制-激動功能反轉(zhuǎn)的分子機制方面深入探索，先后于2018年和2021年分別在藥物化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《藥物化學(xué)雜志》（Journal of Medicinal Chemistry）上發(fā)表兩篇綜述（Miniperspective, J. Med. Chem. 2018, 61, 5794?5804; Perspective, J. Med. Chem.2021, 64, 10519–10536）。近日，謝瓊副教授和王永輝教授團(tuán)隊在藥物化學(xué)權(quán)威期刊《藥物化學(xué)雜志》（Journal of Medicinal Chemistry）上發(fā)表一篇新的研究性論文《高效、選擇性和口服有效的聯(lián)芳基酰胺類RORγt激動劑的發(fā)現(xiàn)及其癌癥免疫治療應(yīng)用》（Discovery of Biaryl Amide Derivatives as Potent, Selective, and Orally Bioavailable RORγt Agonists for Cancer Immunotherapy）。該論文發(fā)現(xiàn)了一類具有成藥潛力的聯(lián)芳基酰胺類RORγt小分子激動劑，其不僅在體外表現(xiàn)出優(yōu)異的RORγt受體激動活性及亞型選擇性，而且在體內(nèi)表現(xiàn)出良好的藥代動力學(xué)性質(zhì)，在小鼠黑色素瘤和小鼠肺腺癌兩類模型中展現(xiàn)出良好的單藥體內(nèi)抗腫瘤效果，具有潛在的開發(fā)和應(yīng)用前景。圖1. 新型聯(lián)芳基酰胺類RORγt激動劑的發(fā)現(xiàn)和成藥性優(yōu)化本研究以RORγt反向激動劑GSK805（1）為起點，利用“功能翻轉(zhuǎn)”策略在左側(cè)苯環(huán)引入不同大小的對位取代基，得到異丁基取代的RORγt激動劑2。該化合物體外活性優(yōu)異（EC50 = 12.2 nM），但肝微粒體穩(wěn)定性（HLM: t1/2 = 2.6 min）和口服生物利用度（mice，F = 4.1%）較差。采用生物電子等排等策略對聯(lián)芳基酰胺類化合物的左側(cè)片段、連接鏈和右側(cè)片段進(jìn)行微調(diào)，以求在維持激動功能的前提下優(yōu)化成藥性，發(fā)現(xiàn)了優(yōu)于臨床II期化合物L(fēng)YC-55716的潛在RORγt激動劑候選化合物14（圖1）。異丙氧基取代的化合物14具有較強的RORγt激動效力（RORγt dual FRET: EC50 = 10.8 nM; mTh17: EC50 = 8.2 nM），較高的RORγ受體亞型選擇性（>100倍），優(yōu)異的多種屬肝微粒體代謝穩(wěn)定性（mouse, dog, rat and human LM: t1/2 > 145 min），以及優(yōu)良的口服生物利用度（F = 90.3 % (mouse), 39.4% (rat), 52.2% (dog)）。體內(nèi)藥效評價和作用機制研究與復(fù)旦大學(xué)朱棣教授團(tuán)隊合作，化合物14表現(xiàn)出優(yōu)異的體內(nèi)抗腫瘤活性（圖2），在小鼠B16F10黑色素瘤和LLC肺腺癌腫瘤模型中腫瘤生長抑制率（TGI）分別達(dá)到77.9%（100 mg/kg, i.p., 圖2A）和75.6%（50 mg/kg, i.p., 圖2B），且顯著增加化合物14治療組（25 mg/kg, i.p.）LLC腫瘤內(nèi)CD3+ T細(xì)胞和CD4+ T細(xì)胞中IL-17A+細(xì)胞的比例（圖2C-D），以及Rorc和Il-17a基因的表達(dá)水平（圖2E-F）?；衔?/span>14的心臟hERG毒性低，mini-AMES試驗顯示無致突變作用，顯示出作為新型RORγt激動劑候選藥物在癌癥免疫治療方面的巨大潛力。
圖2. 候選化合物14在小鼠B16F10（A）和LLC（B）腫瘤模型中的體內(nèi)藥效，以及化合物14治療后LLC瘤內(nèi)CD3+ T細(xì)胞（C）和CD4+ T細(xì)胞（D）中IL-17A+細(xì)胞比例及Rorc（E）和Il-17a（F）基因表達(dá)水平的變化
分子對接研究發(fā)現(xiàn)，化合物14的砜基與RORγt配體結(jié)合域（LBD）中的Leu287和Arg367形成關(guān)鍵的氫鍵作用，酰胺linker中的NH與Phe377的羰基形成氫鍵，結(jié)構(gòu)中的三個苯環(huán)分別與Phe377、Phe378和Phe388形成π-π堆積作用（圖3A）。為理解激動劑化合物14的異丙氧基如何通過穩(wěn)定RORγt 活性功能域2（AF2）而將功能翻轉(zhuǎn)為激動作用，該團(tuán)隊與復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院李嫣副研究員團(tuán)隊合作完成動力學(xué)模擬研究。研究結(jié)果顯示，苯環(huán)對位無取代的反向激動劑2b因與蛋白之間存在較大的空腔，Tyr502容易發(fā)生構(gòu)象翻轉(zhuǎn)而迫使His479-Tyr502氫鍵斷裂（圖3C），而激動劑化合物14的異丙氧基可以穩(wěn)定蛋白結(jié)構(gòu)中His479和 Tyr502之間的氫鍵（圖3B），這一氫鍵對于穩(wěn)定AF2螺旋12（H12）的激動構(gòu)象和維持RORγt受體激動功能至關(guān)重要。
圖3. 化合物14-RORγt LBD對接模式圖（A）、激動劑14（B）和反向激動劑2b（C）在RORγt LBD中的分子動力學(xué)模擬結(jié)果（蛋白H11-H12起始構(gòu)象顯示為白色，運行至1000ns的構(gòu)象分別顯示為藍(lán)綠色和粉色）復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院藥物化學(xué)系博士生魯麗雪、博士黃亞飛和科研助理宋美旗為本論文的共同第一作者；復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院謝瓊副教授和王永輝教授為本論文的共同通訊作者。相關(guān)化合物已獲得中國（CN108863850B）、美國（US10844017B）和日本（JP6953538B2）專利授權(quán)。原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.3c01492復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院藥物化學(xué)系王永輝教授、謝瓊副教授課題組主要研究方向是自身免疫病與腫瘤免疫治療小分子藥物的發(fā)現(xiàn)，以及有機與藥物化學(xué)新方法新技術(shù)的研究?，F(xiàn)有講座教授1名，副教授1名，在讀博士研究生3名、碩士研究生4名，已畢業(yè)博士7名、碩士5名。課題組先后承擔(dān)國家科技重大專項、國家自然科學(xué)基金面上項目、上海市科委生物醫(yī)藥領(lǐng)域科技支撐項目、上海市自然科學(xué)基金等科研項目20余項，累計經(jīng)費超過1100萬元。近5年在J Med Chem, Eur J Med Chem, J Org Chem, ACS Med Chem Lett等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表通訊作者SCI論文25篇；申請中國專利16項（已獲6項授權(quán)），2項國際PCT專利申請進(jìn)入美國、日本、歐洲（已獲6項國際專利授權(quán)）。在自身免疫病和腫瘤免疫治療小分子藥物研究中，發(fā)現(xiàn)多個具有開發(fā)潛力的候選藥物，正在進(jìn)行臨床前評價。
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