新型四氢噻唑并吡啶嘧啶类化合物的发现与优化：高选择性CDK9抑制剂的抗肿瘤突破

本研究针对临床亟需的高选择性CDK9抑制剂开发难题，通过结构优化将多靶点抑制剂ZK304709改造为新型四氢噻唑并吡啶嘧啶类化合物。明星分子8e展现出5.5 nM的CDK9抑制活性（IC50 ），对CDK1/2/4/6选择性提升超75倍，在HCT116异种移植模型中实现59.2%的肿瘤抑制率且无显著毒性，为靶向转录调控的抗肿瘤药物设计提供了新骨架。

　　

在癌症治疗领域，靶向细胞周期调控的激酶抑制剂一直是研究热点。其中，细胞周期蛋白依赖性激酶9（CDK9）作为调控RNA聚合酶II转录延伸的关键因子，通过磷酸化作用影响Mcl-1和c-Myc等促存活蛋白的表达。尽管CDK9已被确证为抗肿瘤的重要靶点，但现有抑制剂如ZK304709存在多靶点效应导致的毒副作用和临床吸收差异等问题，至今尚无选择性CDK9抑制剂获批上市。

为解决这一难题，广东某研究团队在《European Journal of Medicinal Chemistry》发表了突破性研究。研究人员从多靶点抑制剂ZK304709出发，通过计算机辅助药物设计发现其2-氨基嘧啶片段能与CDK9的CYS106形成关键氢键，而1-羟基丙-2-基氨基基团则位于可扩展的疏水腔中。基于此，团队创新性地采用环合策略构建了哌啶-4-酮类似物7a-d，继而通过骨架跃迁技术开发出四氢噻唑并吡啶嘧啶衍生物8a-r。

研究主要运用了ADP-Glo激酶活性检测技术评估化合物对CDK9/CyclinT1的抑制率，采用流式细胞术分析细胞周期阻滞和凋亡诱导效应，并通过HCT116异种移植模型进行体内药效验证。核磁共振（¹
H/¹³
C NMR）和高分辨质谱（HRMS）用于结构确证。

【化学合成】
团队设计了两阶段合成路线：首先以哌啶-4-酮盐酸盐9与2,4-二氯嘧啶10缩合得到关键中间体11，再经盐酸催化与苯胺衍生物偶联。四氢噻唑并吡啶核心结构的引入显著提升了分子刚性。

【生物学评价】
明星化合物8e展现出5.5 nM的CDK9抑制活性（IC₅₀
），对CDK1/2的选择性分别提高180倍和75倍。在HeLa、A549等癌细胞系中，8e的抗增殖效果与ZK304709相当，但特异性更强。机制研究表明，8e能浓度依赖性地诱导HCT116细胞发生G₂
/M期阻滞和凋亡。

【体内药效】
在60 mg/kg剂量下，8e使HCT116移植瘤生长抑制率达59.2%，且未观察到明显毒性，解决了ZK304709临床应用中出现的剂量限制性问题。

该研究不仅提供了迄今选择性最优的CDK9抑制剂8e，更重要的是开创了四氢噻唑并吡啶嘧啶这一全新骨架。通过精准调控分子疏水腔填充效应和氢键网络，团队实现了从多靶点向高选择性抑制剂的转化，为开发靶向转录调控的下一代抗肿瘤药物奠定了坚实基础。论文通讯作者Lin Chen指出，该策略可推广至其他激酶抑制剂的优化设计。研究获得广东省基础与应用基础研究基金（2023A1515011227）和国家大学生创新创业训练计划（202412121032）支持。