基于吡唑酮类的ERO1抑制剂在ERO1驱动的三阴性乳腺癌和SEPN1相关肌病中的应用：结构-活性关系及治疗潜力

《Pharmacological Research》：Pyrazolone-based ERO1 inhibitors in ERO1-driven triple-negative breast cancer and SEPN1-related myopathy: Structure–activity relationship and therapeutic potential

本研究通过结构-活性关系（SAR）优化EN460衍生物，发现新型抑制剂I29对ERO1A的抑制活性显著提升（IC50=2.6 μM），并成功在TNBC和SEPN1相关肌病模型中抑制肿瘤生长、调节免疫微环境及改善肌肉功能，为这两种疾病的靶向治疗提供了新策略。

　　本研究围绕一种名为ERO1A的内质网氧化还原酶展开，探讨其在疾病中的病理作用以及通过小分子抑制剂进行干预的可行性。ERO1A是一种依赖黄素的二硫键氧化酶，主要位于细胞的内质网中，负责通过重新氧化蛋白二硫键异构酶（PDI）来促进蛋白质的氧化折叠过程。这一过程对于维持内质网（ER）稳态至关重要。在内质网应激条件下，ERO1A的表达会通过未折叠蛋白反应（UPR）被上调，从而有助于细胞存活。然而，持续的ERO1A活性可能对细胞的蛋白质稳态产生负面影响，并可能与多种疾病的发生发展相关。特别是在三阴性乳腺癌（TNBC）和SEPN1相关肌病（SEPN1-RM）中，ERO1A的高表达与疾病进展密切相关。

研究团队通过结构-活性关系（SAR）分析，对基于EN460的ERO1A抑制剂进行了深入研究。EN460是一种共价抑制剂，能够通过其Michael受体结构与ERO1A的半胱氨酸残基（Cys397）发生共价结合，从而抑制其活性。然而，EN460在水溶性方面存在局限，这对其进一步的药理学开发和临床转化构成了挑战。为此，研究者合成了40种EN460的衍生物以及三种盐形式，以优化其抑制活性和水溶性。在体外和细胞实验中，有效的抑制作用依赖于多种因素，包括与Cys397的共价结合、与Arg287和Trp200的非共价相互作用，以及对苯环结构的扭曲。尽管磺酸基团的引入可以改善水溶性，但其会破坏关键的相互作用，从而导致活性丧失。其中，最有效的化合物I29在体外和体内模型中均表现出优异的抑制活性（IC??约为2.6 μM），并显示出在TNBC和SEPN1-RM中的治疗潜力。

从化学结构上看，I29在苯环上引入了一个单个的对位氟原子，这一修饰不仅提高了其抑制活性，还改善了其在细胞内的作用效果。而其他结构修饰，如在苯环的间位引入酸基团（如I34），虽然在二甲基亚砜（DMSO）中保留了活性，但在水溶液中却完全失活，这可能是因为酸基团的去质子化和盐形成导致与Arg287的相互作用被破坏。因此，这种结构修饰虽然有助于提高水溶性，却牺牲了其生物活性。此外，研究还发现，将苯环的三氟甲基替换为甲基或苯基会显著降低活性，这表明三氟甲基在维持与Glu186残基的相互作用方面具有重要作用。

在细胞实验中，I29表现出比EN460更强的抑制效果。通过MTS实验，I29在不同浓度下显著降低了TNBC细胞的代谢活性，表明其能够有效抑制ERO1A的功能。同时，在体内模型中，I29的治疗效果也得到了验证。在E0771肿瘤模型中，I29的处理显著减少了VEGFA的表达，同时降低了PD-L1的水平，这些变化可能与肿瘤微环境中的血管生成和免疫抑制有关。此外，I29还对SEPN1-RM模型产生了积极影响，改善了线粒体膜电位，并对ER应激相关标志物（如BIP、CHOP和ERO1）的表达产生了调节作用。这些结果表明，I29在治疗这两种疾病方面具有广阔的前景。

在动物实验中，I29的处理并未引起明显的毒性反应，这为后续的临床转化提供了支持。然而，研究也发现，I29在SEPN1-RM模型中的效果与小鼠的硒摄入情况有关。在缺乏硒的饮食条件下，I29对呼吸参数的影响更为显著，而补充硒的饮食则可能削弱其效果。这一现象提示，进一步研究I29在不同生理条件下的药代动力学特性，以及其在不同组织中的分布情况，对于理解其治疗机制和优化其应用至关重要。

此外，研究还探讨了I29在不同疾病模型中的作用机制。在TNBC模型中，ERO1A的高表达可能与肿瘤细胞的存活、血管生成和治疗抵抗有关。而在SEPN1-RM模型中，ERO1A的异常表达可能与内质网应激反应的失调有关，从而导致肌肉功能障碍。I29通过抑制ERO1A的活性，可能有助于恢复内质网的稳态，并改善线粒体功能，从而在两种疾病模型中展现出潜在的治疗价值。

研究还指出，尽管EN460及其衍生物在体外表现出较强的抑制活性，但在体内应用时仍需考虑其水溶性问题。为此，研究团队设计了三种盐形式（赖氨酸、精氨酸和二乙醇胺），以提高其水溶性。然而，这些盐形式的活性显著下降，表明在优化水溶性的同时，需要保持其与目标蛋白的相互作用能力。因此，未来的结构优化工作应更加关注如何在提高水溶性的同时，维持或增强其对ERO1A的抑制效果。

总体而言，本研究为ERO1A作为治疗靶点提供了重要的化学和生物学依据。I29作为一种新型的共价抑制剂，不仅在体外和体内实验中表现出较高的抑制活性，还显示出在多种疾病模型中的治疗潜力。研究结果表明，通过合理的结构修饰，可以有效提升抑制剂的性能，从而为相关疾病的治疗开辟新的路径。然而，进一步的药代动力学研究和临床前评估仍然是必要的，以确保这些化合物能够在临床环境中发挥最佳效果。