近日，结构药理学与中药化学生物学研究所（实验室）在卓越期刊 Chinese
Chemical Letters （中科院一区， IF ＝ 9.4 ）上在线发表题为 “ PD-L1/SHP2 dual PROTACs inhibit melanoma by enhancing
T-cell killing activity ” 的研究文章。本研究是课题组首创的双重靶向降解技术（ Dual PROTACs ）的最新例子，进一步证明了该技术的通用性和理性设计的可行性（ https://doi.org/10.1016/j.cclet.2024.110317 ）。沈阳药科大学无涯创新学院刘洋博士后、博士生梁静和华中科技大学同济药学院郑梦竹副教授为文章的共同第一作者，福建中医药大学药学院李华教授和沈阳药科大学无涯创新学院陈丽霞教授为文章的共同通讯作者。
复杂的疾病如癌症或炎症性疾病，通常是多种因素相互作用的结果，涉及多个介导疾病病因的协同作用或多个受体的上调，以及它们之间信号网络的串扰。此外，单靶点药物还可能出现耐药性，副作用和组织毒性等导致疗效降低、病人生活质量下降。为了克服单靶点药物的不足，针对两个与疾病发展有关的不同途径进行联合用药（包括多靶点药物形式），可以得到加合或协同效应，并降低耐药性，这是目前的主流思路之一。
受双靶点药物，特别是双特异性抗体巨大成功的启发，李华教授等率先提出将 PROTAC 和双靶向的概念结合起来，制造能够同时降解两个完全不同通路靶点的双重靶向降解分子（ Dual PROTACs ），不但同时降解两个靶点，而且同时吸收 PROTAC 和双靶点药物的优势，有可能达到和双抗体类似疗效，并仍然相对保持小分子药物的优点。 2021 年，课题组在药物化学权威期刊 Journal of
Medicinal Chemistry 杂志上报道了首个可以同时实现 EGFR 和 PARP 降解的 Dual PROTACs 分子，对 Dual PROTACs 技术进行概念性验证，同时极大地拓展了 PROTAC 技术的应用，为 PROTAC 领域的研究提供了新思路。
PD-L1/SHP2 Dual PROTACs 的理性设计与抗黑色素瘤活性研究
免疫疗法和靶向治疗是黑色素瘤最主要的非手术治疗方法。由于 PD-1/PD-L1 抗体单独用药的治疗响应率通常不超过 30% ，因此很多药物研发机构启动了 PD-1/PD-L1 抗体药物的联合用药临床试验。虽然治疗响应率有所提升，但与之伴随的是更高发的治疗相关不良事件，因此迫切需要开发新的联合用药策略。近年来， SHP2 作为抗肿瘤靶点备受关注。众多研究显示， SHP2 抑制剂与 PD-1/PD-L1 抑制剂的联合应用具有协同抗癌作用。 2021-2024 年间，北京加科思新药研发有限公司和诺华制药分别启动了 PD-1 抗体和 SHP2 小分子抑制剂联合应用的 I/II 期临床试验。上述研究结果提示 SHP2 与 PD-1/PD-L1 是一个极具研究价值和癌症治疗潜力的联合治疗靶点组合。 课题组前期开展过 SHP2-PROTAC 和 PD-L1-PROTAC 的相关研究工作，在本研究中，利用 Dual PROTACs 技术将三部分研究工作进行融合，以探讨 Dual PROTACs 技术的通用性、合理设计的可行性，并考察 PD-L1/SHP2
Dual PROTACs 对黑色素瘤的治疗作用。 PD-L1/SHP2 双重靶向降解剂的设计合成及降解活性评价
基于本课题组首次提出并验证成功的 Dual PROTACs 技术，以 SHP099 为 SHP2 配体，以 BMS37 和 BMS01 （一种尚未用于 PD-L1 降解剂研究的 PD-L1 抑制剂）为 PD-L1 配体，用炔基取代的丝氨酸连接链将上述两种配体进行合理设计与连接。由于 Linker 长度对 PROTAC 三元复合物的形成以及靶蛋白降解活性的发挥具有重要影响，参考活性 SHP2 降解剂 SP4 、 SP3 和 D26 的连接链长度，初步确定 PD-L1/SHP2 双靶向降解剂的横向长度 X 为 19 或 16 个原子长度，经过三轮针对横向和纵向长度的优化设计，共获得 19 个终化合物。 PD-L1/SHP2 降解活性评价结果显示， BS-7C-V2 和 BS327V2 具有最好的双靶点降解活性，因此以二者为主要研究对象，开展后续深入研究。
PD-L1/SHP2 双重靶向降解剂提高 T- 细胞的杀伤力
通过 T- 细胞共培养模型（肿瘤细胞与 T- 细胞的数量比为 1:3 ）考察 BS-7C-V2 和 BS327V2 对 T- 细胞杀伤能力的影响。实验结果表明， BS-7C-V2 和 BS327V2 可以以浓度依赖性的方式增加 T 细胞对 A375 细胞的杀伤活性。此外， 1 μM BS-7C-V2 或 BS327V2 诱导的 T- 细胞抗肿瘤免疫活性与 Atezolizumab （ 1.25 ng/mL ）相当。
PD-L1/SHP2 双重靶向降解剂具有体内抗肿瘤活性
在 B16-F10 移植瘤小鼠模型中评价了 BS-7C-V2 和 BS327V2 的体内抗肿瘤活性。实验结果显示， SP4 （ SHP2 PROTAC ）可以显著抑制肿瘤生长，其肿瘤生长抑制率（ Tumor Growth
Inhibition, TGI ）为 53.65% 。 BMS-37-C3 （ PD-L1 PROTAC ）和 Atezolizumab 的 TGI 分别为 42.57% 和 32.60% 。相比之下， BS-7C-V2 的肿瘤生长抑制活性强于 BMS-37-C3 和 Atezolizumab ， TGI 为 52.75% 。此外，实验过程中未观察到显著的体重变化或明显的不良反应。以上结果表明 SP4 、 BMS-37-C3 和 PD-L1/SHP2 Dual PROTAC BS-7C-V2 和 BS327V2 在黑色素瘤小鼠模型中均表现出一定的抗肿瘤活性。
本研究采用 Dual PROTACs 技术，通过以降解活性为指导的优化设计，获得了以浓度和时间依赖性的方式同时降解 PD-L1 和 SHP2 的 Dual PROTACs 分子。 BS-7C-V2 和 BS327V2 可以提升 T-cell 对 A375 细胞的杀伤能力，并显著抑制 PD-1/PD-L1 的相互作用。相比于 PD-L1-PROTAC 分子 BMS-37-C3 、 BS-7C-V2 和 BS327V2 在不影响小鼠体重的同时，具有更好的 B16-F10 小鼠移植瘤生长抑制活性。 刘洋 / 共一作者在Acta Pharmaceutica Sinica B, International Journal of Biological
Sciences, Chinese Chemical Letters 等期刊 发表SCI 论文 13 篇 ， 其中 ESI 热点论文和高被引论文 1 篇 。 Acta
Materia Medica
梁静 2021 年毕业于沈阳药科大学药学（理科基地班），随后以本硕博连读方式攻读博士学位，现为沈阳药科大学无涯创新学院 2023 级药理学博士研究生，研究方向为基于 PROTAC 技术发现中药活性成分的潜在靶点和作用机制。在校期间，多次荣获一等学业奖学金、企业奖学金和校级优秀研究生等荣誉称号。以第一 / 共一作者在 European
Journal of Medicinal Chemistry ， Chinese Chemical Letters ， Bioorganic Chemistry 等期刊发表 SCI 论文 4 篇 。
用靶点蛋白质的火把照亮化合物的天空，在黑夜中寻找治愈人间的药物分子
