基于 FGFR 共价抑制剂的活性探针设计、合成及生物学活性评价

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:European Journal of Medicinal Chemistry 6.0

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  FGFR 共价抑制剂临床应用受限于靶点结合量不可测、脱靶效应及耐药性等问题。研究人员基于 FIIN-2 设计合成系列 FGFR 活性探针(ABPs),其中 FP1 抑制效力与 FIIN-2 相当,可标记 FGFR1-4 及其突变体,为评估抑制剂靶效应提供框架。

  
在癌症治疗的探索版图中,成纤维细胞生长因子受体(Fibroblast Growth Factor Receptors, FGFRs)作为一类受体酪氨酸激酶(Receptor Tyrosine Kinases, RTKs),因其在调控细胞增殖、分化、凋亡、血管生成等关键生理过程中的核心作用,以及在乳腺癌、肺癌、肝癌等多种恶性肿瘤中高频出现的基因异常,成为极具潜力的药物靶点。然而,当前 FGFR 共价抑制剂的临床应用却像被迷雾笼罩的航程 —— 靶点结合程度无法精准量化、潜在脱靶效应风险不明、耐药性的悄然兴起,均成为阻碍其进一步发展的 “暗礁”。如何拨开这些迷雾,清晰勾勒抑制剂与靶点的相互作用图谱,成为亟待攻克的科学难题。

为了突破这一困境,中国研究人员以新一代选择性不可逆共价 FGFR 抑制剂 FIIN-2 为基石,开启了一场关于 FGFR 活性探针(Activity-Based Probes, ABPs)的创新探索。这项发表在《European Journal of Medicinal Chemistry》的研究,旨在通过设计与合成新型 ABPs,构建能精准 “锁定” FGFR 及其突变体的分子工具,从而为解析抑制剂的靶点特异性、评估脱靶效应及应对耐药性提供关键钥匙。

研究采用的核心技术方法包括:基于 FIIN-2 结构的探针分子设计与化学合成;利用活性蛋白谱分析(Activity-Based Protein Profiling, ABPP)技术,在 MDA-MB-453 细胞中对 FIIN-2 的靶点谱进行映射;通过体外(in vitro)与原位(in situ)标记实验,验证探针与 FGFR1-4 及其突变体的结合能力;结合点击化学(如铜催化叠氮 - 炔环加成反应 CuAAC)与荧光成像、蛋白质组学分析(如液相色谱 - 质谱联用 LC-MS)等手段,实现对标记蛋白的可视化与定性定量研究。

关键研究结果


探针 FP1 的抑制效力与标记能力


通过一系列结构优化与生物学评价,研究人员从 FIIN-2 衍生的探针库中筛选出 FP1。实验显示,FP1 对 FGFR 的抑制效力与母体化合物 FIIN-2 相当,其独特的分子结构使其能够通过不可逆共价键与 FGFR 激酶 P-loop 区保守的半胱氨酸残基结合。更重要的是,FP1 展现出卓越的标记特异性,无论是野生型 FGFR1-4,还是携带 “看门狗” 突变(gatekeeper mutations)的耐药型变体,均能被其精准识别并标记,为实时监测 FGFR 动态提供了强大工具。

基于 FP1 的靶点谱映射与抑制剂评价框架


借助 FP1 的标记能力,研究团队在 MDA-MB-453 细胞中开展 ABPP 实验,成功绘制了 FIIN-2 的靶点作用图谱。结果表明,FIIN-2 不仅能高效结合 FGFR 家族成员,且对非相关激酶的脱靶反应显著降低,这与其独特的结合模式 —— 利用结构可塑性减少非特异性相互作用 —— 密切相关。基于此,研究建立了一套通用评价框架,可系统评估候选 FGFR 共价抑制剂的靶向与脱靶活性,为抑制剂的优化提供了标准化路径。

研究结论与意义


这项研究犹如为 FGFR 共价抑制剂的研发配备了 “导航系统”:新型探针 FP1 的诞生,首次实现了对 FGFR1-4 及其突变体的选择性标记与动态监测,填补了该领域工具开发的空白;通过 ABPP 技术与定量蛋白质组学的结合,研究揭示了 FIIN-2 的作用机制,为理解 FGFR 信号通路在病理状态下的调控网络提供了新视角;建立的评价框架则为解决临床中困扰已久的脱靶毒性与耐药性问题开辟了新路径 —— 通过精准解析抑制剂的靶点谱,有望设计出更安全、更高效的新一代 FGFR 靶向药物。

从更深远的角度看,该研究不仅为 FGFR 领域的基础研究提供了关键工具,更对整个共价抑制剂的开发具有借鉴意义。随着精准医疗时代的到来,这种 “从分子设计到机制解析再到临床转化” 的全链条研究模式,或将成为破解靶向药物研发难题的重要范式,推动癌症治疗向更精准、更个性化的方向迈进。

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