开发高效的JAK1/2蛋白酶体裂解复合物（PROTAC）降解剂，用于治疗炎症性肠病

《European Journal of Medicinal Chemistry》：Development of potent JAK1/2 PROTAC degraders for the treatment of inflammatory bowel diseases

新型JAK1/2降解剂PROTAC技术治疗炎症性肠病的首次成功应用。化合物A8通过CRBN介导的蛋白酶体途径降解JAK1（DC50 1.4μM）和JAK2（DC50 0.92μM），抑制TNF-α（IC50 17.17μM）和IL-6（IC50 12.89μM）分泌，在DSS诱导结肠炎小鼠模型中显著减轻炎症反应和结肠损伤。

　　近年来，炎症性肠病（Inflammatory Bowel Diseases, IBD）作为一类慢性、进行性且影响全球健康的疾病，其治疗需求日益凸显。尽管已有多种治疗手段，包括传统的小分子药物和生物制剂，但这些疗法仍存在一定的局限性，如副作用明显、疗效不足等。因此，开发更为安全有效的治疗药物成为当前研究的重点。

在众多可能的治疗策略中，蛋白降解靶向嵌合体（Proteolysis-Targeting Chimera, PROTAC）技术因其独特的机制和潜力，逐渐受到广泛关注。PROTAC技术通过诱导靶蛋白的降解，从根本上改变了药物研发的范式。它不同于传统的抑制剂，而是通过连接靶蛋白与泛素连接酶，促使蛋白被蛋白酶体系统降解，从而实现对特定蛋白的高效清除。这一特性使得PROTAC在治疗那些难以通过传统手段干预的疾病方面展现出巨大的优势。

在IBD的研究中，JAK（Janus Kinase）家族蛋白因其在炎症反应和免疫调节中的核心作用，成为重要的治疗靶点。JAK家族包括JAK1、JAK2、JAK3和TYK2四种成员，它们通过磷酸化信号转导和转录激活因子（STAT）蛋白，调控多种炎症性细胞因子的信号传导。JAK抑制剂已被广泛应用于多种炎症性疾病的治疗，例如类风湿性关节炎、银屑病等，但在IBD中的应用仍面临挑战。

为了克服现有JAK抑制剂的局限性，研究人员开始探索基于PROTAC技术的新型药物设计策略。通过结合JAK抑制剂与泛素连接酶，可以实现对JAK蛋白的高效降解，从而更彻底地阻断其介导的炎症反应。这一思路在IBD治疗中具有重要的应用价值，因为JAK蛋白的持续存在可能加剧肠道炎症和组织损伤。

在本研究中，研究人员设计并合成了一系列基于momelotinib的PROTAC降解剂。momelotinib作为一种已知的JAK抑制剂，已被批准用于治疗某些血液系统疾病，如骨髓纤维化。它对JAK1和JAK2的抑制效果显著，且具有一定的临床应用经验。基于这一特性，研究人员将其作为设计PROTAC降解剂的初始结构，以期在IBD治疗中取得突破。

在合成的36种化合物中，化合物A8表现出最强的JAK1/2降解活性。实验数据显示，A8对JAK1和JAK2的降解半数浓度（DC50）分别为1.4 μM和0.92 μM，显示出良好的靶向性。此外，A8还能够有效抑制脂多糖（LPS）刺激下Raw 264.7细胞分泌的促炎性细胞因子，如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-6（IL-6），其半数抑制浓度（IC50）分别为17.17 μM和12.89 μM。这些结果表明，A8不仅能够特异性地降解JAK蛋白，还能够通过阻断其介导的信号通路，显著降低炎症反应。

进一步的机制研究表明，A8通过依赖于CRBN（Cereblon）和蛋白酶体系统的途径，诱导JAK1/2的降解。这一过程涉及PROTAC分子与靶蛋白的结合，以及与泛素连接酶的相互作用，最终促使靶蛋白被蛋白酶体系统降解。这种机制相比传统的JAK抑制剂更为高效，因为其不仅阻断了JAK蛋白的活性，还从根源上消除了其存在，从而可能带来更持久的治疗效果。

在动物实验中，研究人员评估了A8在诱导性结肠炎小鼠模型中的治疗效果。实验结果显示，A8能够显著减少炎症反应和结肠损伤，这表明其在体内具有良好的生物活性和治疗潜力。此外，A8在细胞水平上也表现出显著的抗炎作用，为后续的临床研究提供了基础。

目前，针对JAK蛋白的降解剂研究仍处于初级阶段，仅有少数化合物被报道。然而，这些化合物的疗效和安全性仍有待进一步验证。因此，开发更多基于PROTAC技术的JAK降解剂，对于IBD的治疗具有重要意义。A8作为第一个基于PROTAC技术针对JAK1/2的降解剂，不仅在细胞和动物模型中表现出良好的效果，还为未来的药物开发提供了新的思路。

在实验方法方面，研究人员采用了多种技术手段，包括分子设计、合成、细胞实验和动物实验。分子设计基于已知的JAK抑制剂结构，结合PROTAC技术的原理，通过计算机辅助设计优化了化合物的结构，以提高其对JAK蛋白的靶向性和降解效率。合成过程中，研究人员采用了高效的化学反应条件，确保化合物的纯度和稳定性。

细胞实验部分，研究人员使用了LPS刺激的Raw 264.7细胞，评估了A8对促炎性细胞因子分泌的抑制效果。实验结果表明，A8能够显著减少TNF-α和IL-6的分泌，这进一步支持了其在IBD治疗中的潜力。此外，研究人员还通过Western blot等方法，验证了A8对JAK1/2蛋白的降解效果，为机制研究提供了实验依据。

动物实验部分，研究人员建立了DSS诱导的结肠炎小鼠模型，评估了A8的体内治疗效果。实验结果显示，A8能够显著减轻小鼠的结肠炎症状，包括炎症反应和组织损伤。这些结果表明，A8不仅在体外具有良好的抗炎活性，而且在体内也表现出显著的治疗效果，为后续的临床研究奠定了基础。

在药物开发过程中，研究人员还关注了化合物的药代动力学特性，包括其在体内的分布、代谢和排泄。这些特性对于评估化合物的临床应用潜力至关重要。此外，研究人员还通过分子对接和动力学模拟，优化了化合物的结构，以提高其对JAK蛋白的结合亲和力和降解效率。

总体而言，本研究通过设计和合成一系列基于momelotinib的PROTAC降解剂，为IBD的治疗提供了新的思路。化合物A8表现出良好的JAK1/2降解活性和抗炎效果，具有较高的临床应用潜力。尽管目前的研究仍处于实验室阶段，但其成果为未来的药物开发和临床应用提供了重要的参考价值。

未来的研究方向包括进一步优化化合物的结构，以提高其对JAK蛋白的靶向性和降解效率。此外，还需要进行更多的体内实验，以评估化合物的长期治疗效果和安全性。同时，研究人员还计划探索A8在其他炎症性疾病中的应用潜力，以扩大其治疗范围。

在药物开发过程中，研究人员还关注了化合物的制备工艺和成本效益。由于PROTAC技术在药物开发中的应用仍处于早期阶段，其制备成本相对较高。因此，开发更加经济高效的合成方法，对于推动该技术的临床应用具有重要意义。此外，研究人员还计划探索该技术在其他疾病领域的应用，以促进其在更广泛范围内的推广。

综上所述，本研究通过设计和合成一系列基于momelotinib的PROTAC降解剂，为IBD的治疗提供了新的可能性。化合物A8表现出良好的靶向性和治疗效果，具有较高的临床应用价值。尽管目前的研究仍需进一步验证，但其成果为未来的药物开发和临床应用提供了重要的参考。随着PROTAC技术的不断发展，相信其在IBD治疗中的应用将取得更大的突破。