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为解决 pan-HDAC 抑制剂脱靶问题，研究人员开展吲唑类 HDAC6 抑制剂设计合成研究。发现化合物 5j（IC50=1.8±0.3 nM）具高选择性，化合物 12 通过 ZBG 改造使口服生物利用度达 53%，为 HDAC6 选择性抑制剂开发提供新方向。
在癌症治疗的探索中，表观遗传调控机制一直是备受关注的前沿领域。组蛋白去乙酰化酶（HDACs）作为重要的表观遗传调控因子，其异常表达与肿瘤的发生发展密切相关。过去二十多年间，尽管已有 6 种 HDAC 抑制剂获批用于临床，但这些泛 HDAC 抑制剂（pan-HDAC inhibitors）因缺乏亚型选择性，常引发骨髓抑制、心脏毒性等严重脱靶效应，极大限制了临床应用。因此，开发高选择性的 HDAC 亚型抑制剂成为亟待突破的科学难题。
HDAC6 因其独特的双催化结构域、细胞质定位以及锌指泛素结合结构域（Zf-UBD），在肿瘤细胞的基因表达调控、增殖、蛋白质稳态和细胞周期调控中扮演关键角色，成为极具潜力的抗癌靶点。与其他 HDAC 家族成员不同，HDAC6 主要作用于非组蛋白底物（如 α- 微管蛋白），选择性抑制 HDAC6 不仅能规避泛抑制带来的毒性，还能通过调节微管蛋白乙酰化水平影响细胞骨架功能，为肿瘤治疗提供新策略。然而，如何设计兼具高效抑制活性与良好药代动力学性质的 HDAC6 选择性抑制剂，仍是当前药物研发的挑战。
韩国启明大学（Keimyung University）的研究团队针对这一问题展开深入研究，相关成果发表在《European Journal of Medicinal Chemistry》。该研究聚焦于吲唑骨架的 HDAC6 抑制剂设计，通过优化锌结合基团（ZBG）结构，成功开发出具有高选择性的先导化合物，并系统评估了其体外抗肿瘤活性与体内药代动力学特征，为 HDAC6 靶向药物的临床转化奠定了重要基础。
关键技术方法
研究主要采用有机合成技术构建吲唑类化合物库，通过酶活性抑制实验（HDAC6 酶抑制 assay）测定化合物的 IC50值，利用细胞增殖实验（MTT 法）评估对 HCT116 等肿瘤细胞的生长抑制能力（GI50），借助蛋白质免疫印迹（Western blot）检测 α- 微管蛋白和组蛋白 H3 的乙酰化水平以验证选择性。此外，通过药代动力学实验（如小鼠口服给药模型）测定化合物的血浆暴露量和生物利用度，优化锌结合基团的结构以改善成药性质。
研究结果
化合物设计与合成
研究以吲唑为核心骨架，通过 3 - 位取代基修饰和锌结合基团改造构建化合物库。首先通过选择性碘化、N - 烷基化等反应合成羟肟酸类衍生物（5a-o），其中化合物 5j 通过引入特定芳香取代基，与 HDAC6 的 L1 疏水口袋（由 H463、P464 等氨基酸残基构成）形成特异性相互作用，展现出显著的 HDAC6 抑制活性（IC50=1.8±0.3 nM），对 HCT116 细胞的增殖抑制 GI50为 3.1±0.6 μM。机制研究表明，5j 在低至 0.5 μM 浓度时即可优先诱导 α- 微管蛋白乙酰化，而对组蛋白 H3 的影响显著较弱，证实其高 HDAC6 选择性。
药代动力学优化
尽管 5j 具有优异的体外活性，但其基于羟肟酸的锌结合基团导致口服生物利用度极低（1.2%）。为解决这一缺陷，研究团队将锌结合基团替换为乙基酰肼（ethyl hydrazide），合成化合物 12。药代动力学分析显示，12 的口服生物利用度显著提升至 53%，同时保持了对 HDAC6 的选择性抑制能力。这一结构改造策略为改善 HDAC 抑制剂的成药性提供了新范式。
构效关系分析
通过对系列化合物的构效关系（SAR）研究发现，吲唑 3 - 位取代基的空间位阻和疏水性对 HDAC6 选择性至关重要。较大的芳香环取代基（如苯基）可增强与 L1 口袋的疏水相互作用，而较小的脂肪链取代基则导致选择性下降。此外，锌结合基团的极性和氢键形成能力直接影响化合物的代谢稳定性和生物利用度，乙基酰肼通过减少极性基团暴露，显著改善了药代动力学性质。
结论与讨论
本研究成功开发了一类基于吲唑骨架的 HDAC6 选择性抑制剂，其中化合物 5j 作为高效先导化合物，验证了吲唑骨架在 HDAC6 靶向治疗中的潜力。通过锌结合基团的理性设计，化合物 12 克服了传统羟肟酸类抑制剂的药代动力学缺陷，为后续药物优化提供了理想模板。研究结果不仅深化了对 HDAC6 结构 - 功能关系的理解，还为开发低毒高效的抗肿瘤药物开辟了新路径。未来可进一步通过引入靶向肿瘤微环境的功能基团，或与其他抗癌疗法联合，提升 HDAC6 抑制剂的临床转化价值。该工作为表观遗传靶向药物的研发提供了重要参考，有望推动 HDAC6 选择性抑制剂从实验室走向临床应用。
