靶点 RORγ 作用机制与药物分子研发进展

文摘   2024-11-20 06:41   上海  

维甲酸受体相关孤儿受体(RORs,Retinoic acid receptor-related orphan receptors)属于核受体(NR)超家族的一个亚家族,作为转录调控因子发挥重要作用。ROR亚型包括RORα(NR1F1或RORa)、RORβ(NR1F2或RORb)、和RORγ(NR1F3或RORc)。RORγ作为RORγ1(也称为RORc1或RORγ)和RORγ2(也称为RORc2或RORγt)亚型存在,其中RORγ1在各种组织中广泛表达,而RORγt的表达局限于胸腺和免疫系统细胞。由于转录因子RORγt在分化IL-17产生T辅助细胞17(Th17)中的作用,与自身免疫密切相关(图1)。

IL-17 是一种促炎细胞因子,在炎症、自身免疫和宿主防御中起主导作用。在炎症部位,IL-17 刺激常驻细胞分泌趋化因子和其他促炎介质,从而将额外的炎症细胞募集到组织中。针对 IL-17 细胞因子本身或 IL-17 受体的单克隆抗体已证明在治疗银屑病、银屑病关节炎、和强直性脊柱炎等疾病具有临床疗效。IL-17 通路也与类风湿性关节炎等和多发性硬化症等免疫相关疾病有关。IL-17 由 T 细胞和其他免疫细胞的特定亚群产生,其中辅助性 T 细胞 17 (Th17) 被认为在疾病发病机制中起主导作用。在这些细胞中,RORγt基因的免疫细胞特异性亚型表达,是 IL-17 表达和 Th17 细胞从初始 CD4+ T 细胞分化所必需的。

因此,RORγt是一个非常很有前途的药物靶点,用于治疗自身免疫性疾病、病毒、代谢疾病、炎症、和癌症。此外,核受体靶向药物目前占美国和全球所有药品销售额的13%

RORγ 结构由518个氨基酸组成,包括6个结构域(图2AB。与其他核受体类似,RORγ包含一个N端结构域(NTD130 aa),一个DNA结合域(DBD3195 aa),一个铰链结构域(HD96265aa),一个配体结合域(LBD266505aa)和一个C端结构域(CTD506518aa)。此外,在RORγ中,残基2224是组氨酸、苏氨酸和丝氨酸,而在RORγt中,它们是蛋氨酸、精氨酸和苏氨酸(MRT)(2B)。A/B区域被认为在DBDDNA结合的特异性中发挥作用,但不直接与DNA相互作用。LBD可以与共激活物或辅抑制复合物相互作用,以调节基因转录;此外,通过LBD结构域可开发各种调节剂,包括激动剂、拮抗剂和反向激动剂LBD 结构域还可以容纳变构配体。

促进共激活因子复合物募集和增强基因转录的配体被称为受体激动剂(agonists一些甾醇配体已被报道为RORγ(t) 激动剂,包括24-脱氢胆固醇(desmosterol)、胆固醇和羟基胆固醇(3)。代表性RORγ激动剂,如SR19355LYC-55716(10.1021/acs.jmedchem.1c00731 ),后者已进入临床试验(针对肿瘤适应症)。

拮抗剂是核受体调节的另一种药物形式,如GSK99324SR-2211273)。RORγt抑制可影响与自身免疫性炎症性疾病相关的 IL-17IL-22和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子信号通路,如多发性硬化症、炎症性肠病、银屑病、类风湿关节炎(RA)、慢性阻塞性肺疾病和哮喘。

此外,靶向 RORγt 还存在一类特殊的抑制剂。促进辅抑制因子复合物募集和减少基因转录的配体被称为反向激动剂(inverse agonists)。在药理学中是指和激动剂结合在相同的受体上,但引起相反的药理反应的分子。根据定义,反向激动剂的效能为负。反向激动剂的受体在没有结合任何配体必须有内在的基础活性。激动剂能增加其活性,而反向激动剂能降低其活性。沉默拮抗剂本身没有任何活性,但能阻止激动剂和反向激动剂的活性。这些反向激动剂表现出了有利的生物活性,包括对 RORγ的强亲和力和抑制IL-17A细胞因子表达的能力3

目前,已有许多 有关 RORγt 反向激动剂的化学结构报道(3),包括GSK2981278GNE-3500AZD-0284VTP-43742GSK805T0901317BMS-986251,其中一些开始临床试验目前,除IMU-935izumerogant,10.1002/cpdd.1243)外,其他反向激动剂,包括ABBV-157cedirogant)BI730357(bevurogant,10.1021/acsmedchemlett.0c00575)对银屑病不具有显著的临床疗效。

GSK2981278,设计用于局部给药,其生物利用度较低(10.1021/acs.jmedchem.8b00392)。然而,对具有合理的亲脂性和高代谢稳定性的化合物的描述是令人鼓舞的。为了提高其性能,对GSK2981278进行了大量的结构修改。Fauber等人通过磺胺基团引入脂肪族环,发现了GNE-3500图4),它具有良好的效力、吸收、分布、代谢和排泄(ADME)。类似的研究有,通过优化取代核心结构和连接子。Liao等人通过保留磺胺基团并通过环化生成色烯环,阐明了RORγt 反向激动剂的高亲脂性(图4)。这些RORγt反向激动剂表现出与GSK2981278相似的结合模式;例如,分子的头部基团被插入“激动剂锁(agonist lock)”附近的疏水口袋,包括W317、L324、M358、L362、L391、L396和I400,尾部结构与R367相互作用,与“硫酸盐口袋”形成氢键相互作用。最近,Sun 等人通过环化技术设计并合成了苯并四氢喹啉衍生物(10.1021/acs.jmedchem.4c01727),该候选化合物((R)-D4)具有可口服的优化药代动力学特性、和在临床前动物模型(皮炎、关节炎等)中具有体内活性。

然而,RORγt靶向药物的临床试验一直受到高失败率的困扰,主要是因为缺乏疗效(外用)或安全信号(口服)。胸腺细胞异常的风险已经被多次报道,已经停止开发的BMS-986251 或诺华开发的潜在临床候选药物。减轻这些风险的可能性可能涉及使用具有化学、不干扰胸腺细胞成熟的结构的RORγt反向激动剂。此外,还有最近受到关注的蛋白降解剂。

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