前列腺癌是全球男性最常见的恶性肿瘤之一，严重影响着患者的生命健康。传统的治疗手段，如雄激素剥夺疗法和抗雄激素药物，在早期阶段取得了不错的效果，但随着疾病的进展，大部分患者会发展成去势抵抗性前列腺癌（CRPC），治疗难度极大。近年来，蛋白质降解技术PROTAC为治疗CRPC带来了新的希望。PROTAC是一种靶向蛋白降解的嵌合分子，由两部分组成：一部分是靶向蛋白（如雄激素受体AR）的配体，另一部分是E3泛素连接酶的配体，中间通过连接臂连接。当PROTAC与AR和E3连接酶结合形成三元复合物时，E3连接酶会将AR泛素化标记，并在蛋白酶体内降解，从而阻断AR信号通路，抑制肿瘤生长。近期，阿斯利康的研究团队在Journal of Medicinal Chemistry上发表了题为“Discovery of a Series of Orally Bioavailable Androgen Receptor Degraders for the Treatment of Prostate Cancer”的文章，介绍了他们发现的一系列新型口服生物利用度的AR PROTAC降解剂，用于治疗前列腺癌。阿斯利康研究人员从阿斯利康的化合物库中筛选出了一个潜在的AR配体化合物7，并对其进行截断合成了化合物8和9，它们都保留了对AR的抑制活性（图1）。接下来，研究人员将化合物8和9与不同的连接臂和CRBN配体进行连接，成功构建了多个AR PROTAC降解剂。这些降解剂在LNCaP细胞系中表现出强效的降解能力，其中化合物11和16展现出良好的口服生物利用度（图1和表1）。![]()
图1 本研究中通过高通量筛选得到的AR hits和经过优化得到的代表性AR降解剂![]()
进一步的研究发现，化合物11和16并不能降解L702H突变型AR，而L702H突变型AR是CRPC患者中常见的耐药机制。为了解决这个问题，研究人员在AR配体结合区域进行了结构优化，引入了氟原子，得到了化合物22（AZ′3137）。AZ′3137和ARV-110都具有出色的AR降解能力，在多种细胞系中均表现出了高效的降解活性。然而，AZ′3137在降解L702H突变型AR方面具有独特的优势，这是ARV-110所不具备的（图2）。此外，AZ′3137还具有良好的口服生物利用度（表1）。![]()
图2 AZ′3137和ARV-110在多种前列腺癌细胞系中降解AR蛋白的能力对比接下来，研究人员测试了AZ′3137抑制AR转录活性的能力，通过测量六个AR靶基因的基因表达水平，研究人员发现AZ′3137能够抑制AR靶基因的表达，其效力与恩杂鲁胺在LNCaP细胞中相似（图3A）。此外，AZ′3137抑制了LNCaP细胞的增殖，其GI50值为74nM，这一效力等同于或优于三种AR拮抗剂，恩杂鲁胺、阿帕鲁胺和达罗鲁胺（图3B）。![]()
图3 AZ′3137对AR转录活性的影响及对LNCaP前列腺癌细胞增殖的抑制效果为了探究AR降解的机制，研究人员评估了AZ′3137在存在过量来那度胺和恩杂鲁胺的情况下对AR降解的影响。结果显示，在这两种条件下，AR的降解效率和程度均显著降低（图4）。在进一步的实验中，研究人员观察到加入MG132后，AR的降解过程被完全阻断。这些发现表明，AZ′3137诱导的AR降解很可能是通过蛋白酶体途径实现的。![]()
最后，研究人员在C4−2小鼠异种移植肿瘤模型中，测试了口服剂量（30 mg/kg）AZ′3137抑制体内AR依赖性肿瘤生长的能力。在PD和PK研究中，AZ′3137在30 mg/kg剂量下的AR降解率大于90%，研究结束时AZ ' 3137的终血浆总浓度约为 20μM。(图5A)。在体内产生良好的AR降解后，研究人员继续确定其在C4−2模型中的抗肿瘤活性。在28天给药期结束时，AZ′3137导致70%的肿瘤生长抑制，这J接近于50 mg/kg的恩杂鲁胺和10mg/kg的ARV -110所达到的效果(图5B)![]()
图5 AZ′3137的PD和PK研究以及对C4−2小鼠异种移植肿瘤模型中的抗肿瘤效果
AZ′3137的成功开发为治疗CRPC带来了新的希望。它不仅能够克服L702H突变型AR的耐药性，还能够有效抑制其他耐药机制，为CRPC患者提供更多治疗选择。
