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雄激素性脱发（Androgenetic Alopecia，AGA）是最常见的脱发类型之一，影响约80%的男性和50%的女性。这一疾病的发生机制复杂，研究表明，其核心病理在于毛囊真皮乳头细胞（DPCs）中雄激素受体（Androgen Receptor，AR）的过表达。这种异常表达导致对雄激素的敏感性显著增加，从而引发一系列下游信号通路的异常激活。这些变化会逐步引起毛囊微型化和生长期缩短，最终抑制头发生长。目前，临床上常用的治疗手段包括外用米诺地尔和口服非那雄胺，但二者均存在显著副作用，如米诺地尔引起的皮肤刺激和非那雄胺导致的性功能障碍。此外，新兴疗法如干细胞培养基治疗、微针技术和毛发移植因成本高昂和患者依从性低，难以实现广泛应用。因此，开发安全有效的非侵入性疗法已成为研究热点。然而，传统AR-PROTAC药物由于透皮性差，通常需要侵入性的给药方式，限制了其在皮肤疾病中的应用。针对这一难题，浙江大学董晓武&高建青&车金鑫教授团队，通过分子结构优化，开发了一种新型非侵入性AR-PROTAC降解剂C6。研究表明，C6具有出色的皮肤保留特性和纳摩尔级别的雄激素受体降解能力，通过降解雄激素受体，调节与雄激素型脱发（AGA）相关的下游旁分泌因子表达，从而在AGA小鼠模型中实现非侵入性局部给药后促进毛发再生。近日，该项研究工作发表在美国化学会出版的Journal of
Medicinal Chemistry的期刊上【1】。为了有效研究不同连接子和E3配体对PROTACs降解活性、口服生物利用度和血脑屏障通透性的影响，该论文作者建立了一个包含多种“连接子+E3配体”片段的化合物库，并从中筛选出100个模型化合物。这些模型化合物被溶解在50%乙醇溶液中，应用于剃除毛发的大鼠皮肤上，以评估其皮肤保留效果。接着，作者通过液相色谱与串联质谱（LC-MS/MS）对化合物的皮肤保留率进行定量分析，结果显示，不同的“连接子+E3配体”片段对模型化合物的皮肤保留率有显著影响。结合类药五规则等理化参数对比分析，该论文作者最终筛选出16个具有潜在良好皮肤保留特性的模型化合物，为进一步的结构优化和活性研究奠定了基础。在分子优化中，该论文作者首先使用恩杂鲁胺类似物作为AR配体，研究了连接子和E3配体对皮肤保留率和AR降解活性的影响。合成了B1-B6系列化合物，其中，B5具有较好的皮肤保留率（1.41% ± 0.14%）但降解活性差；B3（TJA-107）和B6具有有效降解活性，但皮肤保留率较低。进一步构效分析发现，用苯酰胺类似物（A10-A13）作为E3配体可提高皮肤保留率。于是，作者合成了C1-C4系列化合物，并在此基础上优化后得到化合物C6（DC50为262.38 nM，Dmax为63%，C6结构如图1所示）。其表现出优异的皮肤保留率和AR降解活性，为AGA治疗提供了新思路。![]()
图 1 化合物C6的降解活性评估。
时间依赖性实验表明，化合物C6能够持续降解AR蛋白，并在24小时内达到最大降解效果。该论文作者进一步研究了化合物C6诱导AR蛋白降解的机制，发现这一过程依赖于泛素-蛋白酶体系统。因为，当预先使用蛋白酶体抑制剂和NEDD8激活酶抑制剂时，C6的降解作用将被抑制。此外，作者还发现，用C6和泊马度胺的POI配体预处理HDPC细胞，也能抑制C6的降解功能，这可能是由于这些化合物与AR蛋白或E3连接酶结合，阻止了C6形成三元复合物，从而影响了其降解效果。最后，通过计算机模拟，论文作者展示了C6诱导AR与CRBN形成的三元复合物结构。接着，该论文作者测试了化合物C6在细胞上的效果。他们首先使用睾酮刺激HDPC细胞，以模拟雄激素性脱发（AGA）。随后，评估了不同测试化合物对AR蛋白和下游旁分泌因子水平的影响。实验结果显示，睾酮刺激后，AR蛋白的表达水平显著增加。与对照组相比，恩杂鲁胺和米诺地尔未能降低AR蛋白的表达水平，而C6处理则显著降低了AR蛋白水平，尤其在1 μM浓度下效果最为显著。此外，C6还显著提高了β-catenin的水平，并有效降低了TGF-β1的水平。![]()
图 2恩杂鲁胺、米诺地尔和C6对睾丸激素诱导的HDPC细胞表型的比较。
最后，论文作者在AGA小鼠模型上进行了体内外毛发再生以及AR降解效果评估。首先，作者在C57BL/6小鼠背部涂抹0.2%睾酮溶液以建立AGA模型，随后分别使用0.1%和0.4%C6溶液及5%米诺地尔进行局部治疗。结果显示，0.4%C6组毛发几乎完全再生，各项数据结果均与米诺地尔组相当，这表明，降解剂C6为治疗AGA提供了一种新的可能。![]()
图 3化合物C6在C57BL/6小鼠模型上AR降解和毛发再生效果评估。
小结
该论文作者成功开发了一种具有高皮肤滞留性和AR降解活性的非侵入性PROTAC化合物C6。它在体外和体内实验中显示出对皮肤的良好保留性和对AR的有效降解能力，从而在雄激素性脱发（AGA）小鼠模型中促进了毛发再生。这一突破性研究不仅为AGA患者提供了新的治疗选择，也为PROTAC技术在皮肤病治疗中的应用开辟了新方向。参考文献
【1】Xinfei
Mao, Weitong Hu, Mingfei Wu, Yuyuan Jin, Jingyi Zhao, Yihua Xu, Bizhi Li,
Wentao Wang,Yiquan Wu, Jingyu Zhang, Ao Pang, Yuheng Jin, Tianyuan Zhang,
Wenhai Huang, Jinxin Che,*Jianqing Gao,* and Xiaowu Dong*.Discovery of a Novel
Non-invasive AR PROTAC Degrader for the Topical Treatment of Androgenetic
Alopecia.J. Med. Chem. 2024,ASAP,https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.4c02226
