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为探寻新型 USP7 抑制剂，研究人员基于已知抑制剂 CP41 开展骨架跃迁，设计合成 26 个类似物。多数化合物具体外 USP7 酶抑制活性，其中 X12 等 5 个化合物选择性高，X21 在体内外显抗肿瘤功效，为 USP7 抑制剂研发及机制探索提供方向。
在生命科学与医学领域，肿瘤的发生发展机制复杂且治疗挑战重重。泛素化与去泛素化动态平衡对细胞正常生理功能至关重要，而泛素特异性蛋白酶 7（USP7）作为去泛素化酶（DUBs）家族的重要成员，在多种肿瘤（如结肠癌、前列腺癌）中高表达，通过调控 p53、MDM2、PTEN 等多种底物，参与肿瘤发生发展，还在肿瘤免疫抑制微环境的建立与维持中扮演关键角色。尽管已有多类 USP7 抑制剂被报道，但尚无进入临床试验的药物，开发高效、选择性的新型 USP7 抑制剂迫在眉睫。
为解决这一难题，由国家自然科学基金（82273799 等）、重庆市科技创新与应用发展重点专项（CSTB2023TIAD-STX0010）等资助的研究团队开展了相关研究，其成果发表在《European Journal of Medicinal Chemistry》。
研究人员采用骨架跃迁策略，以已知 USP7 抑制剂 CP41（含噻吩吡啶核心）为模板，设计、合成了 26 个类似物，旨在发现新型 USP7 抑制剂。主要关键技术方法包括：通过分析 CP41 与 USP7 的结合模式，以噻吩吡啶酮（X1）、氮杂吲哚（X2）、吡啶基恶唑（X3）等替代原核心结构进行化合物设计；利用硅胶柱层析对中间体和目标化合物进行纯化；借助1H NMR 和13C NMR 光谱对化合物结构进行表征；通过体外 USP7 酶活性测定、肿瘤细胞增殖抑制实验、蛋白水平检测（如 Western blot）以及结肠癌动物模型体内实验等评估化合物活性。
设计合成与初步活性筛选
基于 CP41 的 X 射线晶体学研究，其噻吩吡啶核心可作为氢键受体与 Val296 相互作用。研究人员通过骨架跃迁，用多种杂环结构替代该核心，设计合成了一系列茚满和萘衍生物。体外 USP7 酶活性测定显示，多数化合物对 USP7 酶活性有一定抑制作用，其中 5 个化合物（X12、X16、X21、X22、X23）表现出最强抑制活性，且对 USP7 具有高度选择性，与其他测试的 DUBs 相比差异显著。
对肿瘤细胞增殖的抑制作用
在体外肿瘤细胞增殖抑制实验中，这 5 个高活性化合物对多种肿瘤细胞系（如 RS4;11 细胞、结肠癌细胞）显示出显著的增殖抑制作用。以 X21 为例，其在 RS4;11 癌症细胞中，不仅能调节广泛研究的蛋白（如 MDM2、p53、TRIM27）的水平，还能显著降低 PCLAF（参与 TLS 的关键因子）的蛋白水平，提示其可能通过多途径发挥抗肿瘤作用。
体内抗肿瘤功效及机制探讨
在结肠癌动物模型中，X21 展现出体内抗肿瘤功效。进一步研究表明，其作用机制可能是直接细胞毒性与免疫微环境改善的协同效应。这为阐明 USP7 抑制剂的作用机制提供了新视角。
结论与意义
本研究通过骨架跃迁策略，从 CP41 出发设计合成的茚满和萘衍生物中，筛选出多个高效、选择性的 USP7 抑制剂，尤其是 X21 在体内外均表现出显著的抗肿瘤活性，且作用机制多样。这些发现不仅为新型 USP7 抑制剂的设计提供了新方向，也为深入探索 USP7 抑制剂的作用机制奠定了基础，有望推动以 USP7 为靶点的抗肿瘤药物研发，为肿瘤治疗带来新的希望。研究结果表明，靶向 USP7 不仅能通过调控肿瘤相关蛋白发挥直接抗肿瘤作用，还能通过改善肿瘤免疫微环境增强抗肿瘤效果，为肿瘤的联合治疗策略提供了理论依据。
