靶向J-PKAcα的Aplithianine类丝氨酸/苏氨酸激酶抑制剂的化学进化与抗肿瘤应用研究

为解决纤维板层型肝细胞癌(FLHCC)治疗靶点匮乏的问题，研究人员通过结构设计与筛选优化海洋激酶抑制剂aplithianine A，开发出三类150余种靶向嵌合激酶J-PKAcα的纳米级抑制剂，其中II类化合物通过新型DFG残基(Asp239)结合模式展现优异活性，并在细胞实验中证实其抑制CREB磷酸化及抗癌增殖作用。

　　

纤维板层型肝细胞癌(FLHCC)是一种罕见但侵袭性强的肝脏恶性肿瘤，青少年患者占比高达80%。该疾病特有的DNAJB1-PRKACA基因融合导致嵌合激酶J-PKAcα异常激活，成为治疗的关键靶点。然而，现有激酶抑制剂普遍存在选择性差、耐药性等问题，海洋天然产物aplithianine A虽具抑制潜力，但其活性和机制尚未充分开发。

研究人员通过结构基药物设计系统优化aplithianine骨架，合成I-III类共150余种衍生物。采用X射线衍射解析化合物-激酶复合物结构，结合激酶谱分析(Kinome profiling)评估选择性，并通过体外ADME（吸收、分布、代谢、排泄）实验和hERG（人类醚相关基因）结合实验评估成药性。NIH/3T3细胞模型用于检测CREB（cAMP反应元件结合蛋白）磷酸化抑制，NCI-60肿瘤细胞系筛选抗癌活性。

结构优化与活性提升
通过保留aplithianine核心骨架并引入不同药效团，II类化合物IC₅₀值达纳摩尔级，较先导化合物提升两个数量级。晶体结构揭示其通过疏水腔和氢键网络与J-PKAcα结合，尤其与DFG（天冬氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸）基序中的Asp239形成关键相互作用。

激酶选择性验证
Kinome扫描显示II类化合物对J-PKAcα的选择性指数超过200倍，对PKA家族其他亚型抑制较弱，有效避免脱靶效应。

体外药代动力学特性
溶解度实验显示II-17等先导化合物在pH 7.4缓冲液中>50 μM，血浆蛋白结合率约92%。Caco-2细胞渗透性实验证实其肠吸收潜力（P_app>1×10^-6 cm/s），肝微粒体代谢半衰期>60分钟。

细胞水平功效验证
在表达J-PKAcα的NIH/3T3细胞中，II类化合物显著抑制Forskolin诱导的CREB磷酸化（EC₅₀ 3.2-8.7 nM）。NCI-60筛选显示对HCT-116结肠癌细胞抑制活性最强（GI₅₀ 12 nM），且与J-PKAcα表达水平呈正相关。

该研究首次阐明aplithianine类化合物通过靶向DFG基序变构调控J-PKAcα活性的分子机制，突破传统ATP竞争性抑制策略。所获先导化合物兼具高活性与良好类药性，为FLHCC精准治疗提供新选择。论文发表于《Journal of Medicinal Chemistry》，为海洋药物开发与激酶抑制剂设计提供范式。