设计、合成及生物学评估：一种具有2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷连接体的生物可利用EZH2 PROTAC

《Bioorganic Chemistry》：Design, synthesis, and biological evaluation of a bioavailable EZH2 PROTAC with a 2,8-diazaspiro[4.5]decane linker

EZH2靶向降解PROTACs设计及5g化合物抗AML研究。采用刚性连接器构建新型CRBN-EZH2 PROTACs，化合物5g通过泛素-蛋白酶体系统降解EZH2及PRC2复合体亚基，抑制H3K27me3表达，对AML细胞系增殖抑制最显著，并诱导G0/G1期阻滞和凋亡。化合物显示良好ADMET性质及8.91%口服生物利用度。

　　EZH2（Enhancer of zeste homolog 2）是一种在多种癌症中高度表达的蛋白质，其功能主要依赖于其作为甲基转移酶的催化活性以及其在基因转录调控中的非催化作用。EZH2是PRC2（Polycomb repressor complex 2）的核心催化亚基，与其他核心亚基如EED、SUZ12和RbAp46/48共同作用，形成一个复杂的调控网络，参与调控基因表达，特别是在细胞增殖、分化和凋亡过程中起着关键作用。EZH2的异常表达或突变已被证实与多种癌症的发生、发展及耐药性密切相关，因此，针对EZH2的靶向治疗策略成为癌症研究中的一个热点。

传统的小分子抑制剂主要通过阻断EZH2的催化活性来抑制其功能，但这类药物无法彻底消除EZH2的非催化作用，这限制了其在临床治疗中的应用。因此，科学家们开始探索新的策略，如通过PROTAC（PROteolysis TArgeting Chimeras）技术实现对EZH2的特异性降解。PROTAC是一种新型的靶向蛋白降解技术，其原理是通过构建一种由EZH2配体、E3泛素连接酶配体以及一个连接两者的作用域（linker）组成的三元复合物，促使EZH2被泛素化并最终通过蛋白酶体降解。这种方法不仅能够更有效地抑制EZH2的功能，还能避免传统抑制剂可能带来的耐药性问题，从而为癌症治疗提供新的思路。

近年来，针对EZH2的PROTAC分子引起了广泛关注，其中CRBN（Cereblon）为基础的EZH2 PROTACs因其高效的降解能力和良好的选择性而成为研究的重点。CRBN是一种E3泛素连接酶，广泛存在于多种细胞类型中，因此，基于CRBN的PROTAC分子在体内具有较高的应用潜力。然而，现有的EZH2 PROTACs在药代动力学特性方面仍存在一定的局限性，这限制了其在临床中的进一步发展。因此，开发具有良好药代动力学特性的EZH2降解剂成为当前研究的重要方向。

本研究中，科研团队设计并合成了一种新型的CRBN为基础的EZH2 PROTACs，并通过结构-活性关系（SAR）研究筛选出具有最佳降解效果的化合物5g。该化合物采用了一种刚性连接子（2,8-diazaspiro[4.5]decane linker），以提高其在细胞内的稳定性和降解效率。实验结果表明，化合物5g能够有效降解EZH2及其PRC2复合物的亚基，同时显著降低H3K27me3的水平，这是EZH2催化活性的重要标志。此外，化合物5g的降解作用依赖于泛素-蛋白酶体系统，而非其他途径，这进一步验证了其作为PROTAC分子的机制。

值得注意的是，化合物5g在降解EZH2的同时，对其它CRBN的已知底物（如GSPT1、IKZF1/3）没有明显的抑制作用，这表明其具有良好的选择性，减少了对正常细胞的潜在毒性。在多种癌症细胞系中，包括白血病、淋巴瘤和非小细胞肺癌（NSCLC）细胞，化合物5g均表现出显著的抗增殖活性。特别是在急性髓系白血病（AML）细胞系MV4-11中，化合物5g对细胞周期和凋亡相关基因的转录水平产生了明显的影响，导致细胞周期阻滞在G0/G1期，并诱导细胞凋亡。这些结果进一步支持了化合物5g在AML治疗中的应用潜力。

在药代动力学评估中，化合物5g显示出良好的口服生物利用度（F = 8.91%），表明其在体内的吸收和分布具有一定的可行性。尽管这一数值相较于某些其他药物仍较低，但在PROTAC分子中已经是一个较为理想的水平，为后续的临床转化研究提供了基础。此外，化合物5g的预测ADMET（吸收、分布、代谢、排泄和毒性）特性表明其在安全性方面也具备一定的优势，这为其进一步开发成为抗肿瘤药物奠定了基础。

在本研究中，化合物5g的开发不仅展示了PROTAC技术在癌症治疗中的巨大潜力，也为针对EZH2的靶向降解策略提供了新的思路。通过引入刚性连接子，研究人员成功提高了PROTAC分子的稳定性，同时保持了其高效的降解能力。此外，化合物5g在不同癌细胞系中的抗增殖效果，特别是对AML细胞的高敏感性，表明其在特定癌症类型中的治疗价值。这些发现为未来的抗肿瘤药物研发提供了重要的实验依据和理论支持。

综上所述，化合物5g作为一种新型的CRBN为基础的EZH2 PROTACs，展现出良好的降解效果、选择性和药代动力学特性。其在多种癌症细胞系中的抗增殖活性以及对AML细胞的高敏感性，表明其在临床前研究中具有较大的应用前景。未来的研究可以进一步探索化合物5g在动物模型中的疗效，以及其在不同癌症类型中的适用性，从而推动其向临床应用的转化。此外，优化其药代动力学特性，提高口服生物利用度，也是进一步开发该化合物作为抗肿瘤药物的重要方向。