喹啉酮类BRD4抑制剂的3D-QSAR研究

使用比较分子力场分析法(CoMFA)和比较分子相似性指数法(CoMSIA)对33个已报道的喹啉酮类BRD4抑制剂进行3D-QSAR模型建立,研究了其化学结构和生物活性间的关系,并用计算机辅助药物设计(computer-aided drug design,CADD)设计出7个喹啉酮类抑制剂。结果表明,建立的CoMFA(q^(2)=0.926,r^(2)=0.997,r^(2)_(pred)=0.744)和CoMSIA(q^(2)=0.939,r^(2)=0.991,r^(2)_(pred)=0.786)模型具有较好的预测能力,基于这些模型设计的7个新喹啉酮类BRD4抑制剂具有高活性,并对其进行ADMET性质评价和类药性分析。以上研究结果有助于改造和开发更加有效的喹啉酮类BRD4抑制剂。

BRD4及其抑制剂在骨相关疾病中的研究进展

溴结构域蛋白4(bromodomain-containing protein 4,BRD4)是溴结构域和超末端结构域家族的成员,在调节基因转录、细胞增殖、凋亡和炎症方面发挥着重要作用。BRD4与各种疾病密切相关,包括癌症、神经系统疾病和病毒感染。虽然BRD4在癌症研究领域引起了广泛的关注,但是关于它在骨相关疾病中的影响,包括骨关节炎、椎间盘退变、骨质疏松和骨肿瘤等方面的研究还很有限。最近的研究表明BRD4参与骨相关疾病的发病机制,突出其重要作用。因此,笔者综述了近年来BRD4及其抑制剂在骨相关疾病中的研究进展。通过阐述BRD4的结构和功能以及BRD4及其抑制剂在骨相关疾病中的作用,提示BRD4可能是治疗骨相关疾病的潜在靶点。

含溴结构域蛋白4在心血管疾病发病机制中的研究进展

心血管疾病(cardiovascular diseases)一直以来都是我国乃至全球疾病负担的主要原因,其生存率低,发病率一直呈现上升趋势[1]。据推测,我国目前心血管疾病患者高达3亿,导致的死亡人数约占全国死亡人数的40%,有数据显示,我国每年因心血管疾病产生的费用高达1700亿元,给医疗卫生保健资源带来了极大的负担[2-3]。心血管疾病涉及冠心病、心律失常、高血压、心肌病和心力衰竭等,虽然临床表现存在差异,但在发病机制中仍有许多相似之处。溴结构域和额外终端域(bromodomain and extra-terminal domain,BET)家族蛋白是一种表观遗传调控蛋白,由含溴结构域蛋白2(bromodomain-containing protein 2,BRD2)、BRD3、BRD4和睾丸特异性含溴结构域蛋白(testis-specific bromodomain-containing protein,BRDT)组成[4]。

基于药效团的BRD4靶向小分子抑制剂虚拟筛选

BRD4靶点和多种肿瘤密切相关,是具有良好成药性的热门靶点。本文选取活性较好且结构差异较大的BRD4小分子抑制剂作为训练集分子,基于配体小分子共同特征(HipHop)方法使用Discovery Studio 3.0分子模拟软件构建了药效团。药效团通过测试集验证、ROC曲线验证(SE(sensitivity)=0.93765、SP(specificity)=0.89500、(AUC)=0.956),结果表明构建得到的药效团具有较强的可靠性和较高的可信度。药效团模型含有1个芳环中心、1个疏水基团、2个氢键受体四个药效特征元素。此药效团被用于ZINC数据库进行虚拟筛选,共筛选了861203个分子,命中率为0.782%。再对筛选得到的分子经过分子对接、ADMET成药性预测、构象分析并讨论分子-蛋白相互作用模式,最终得到了21个有潜力的BRD4小分子抑制剂。

溴结构域蛋白4及其抑制剂在炎症性疾病中的研究进展

溴结构域(bromodomain,BD)是一种高度保守的蛋白质结构域,具有特异性识别结合乙酰化赖氨酸残基的生物学功能。溴结构域蛋白4(bromodomain-containing protein 4,BRD4)是溴结构域和超末端结构(bromodomain and extra-terminal domain,BET)家族成员之一,因对基因转录具有强大的调控能力而受到较多关注。目前,靶向BRD4的小分子抑制剂在抗炎和抗癌领域展现出巨大的潜力。本文介绍了BRD4的生物学功能和在人体组织中的表达分布,结合BRD4抑制剂的药物研发现状重点阐述BRD4抑制剂在炎症性疾病中的作用。

BRD4抑制剂JQ1对宫颈癌HeLa细胞增殖、凋亡和侵袭作用的研究

目的:探讨溴结构域蛋白4(BRD4)抑制剂JQ1对宫颈癌HeLa细胞的增殖、凋亡及侵袭的影响,以及JQ1的抗肿瘤作用机制。方法:采用0、0.01、0.1、1μmol/L的JQ1处理宫颈癌HeLa细胞,分别于处理后24、48、72、120h采用CCK8检测细胞增殖情况,同时采用流式细胞术Annexin V-FITC/PI双染法检测0.5μmol/L和1μmol/L JQ1处理48h后的HeLa细胞凋亡情况,采用划痕试验检测细胞侵袭能力,实时定量PCR检测不同浓度JQ1处理48h后c-Myc及Bcl-2的表达情况。结果:与对照组相比,接触CCK-8试剂48h后,接受JQ1处理的HeLa细胞增殖受到明显抑制,具有剂量—时间依赖性(P<0.05)。对照组HeLa细胞凋亡率为20.38%,而JQ1(0.5μmol/L)组和JQ1(1μmol/L)组凋亡率分别为26.90%和40.33%,组间比较差异具有统计学意义(P<0.05)。细胞划痕试验提示JQ1对HeLa细胞的侵袭能力产生显著的抑制作用。经JQ1处理后的HeLa细胞c-Myc及Bcl-2表达量下降,并且随着JQ1浓度的增加mRNA表达量逐渐下降。结论:JQ1可以显著抑制HeLa细胞的增殖、侵袭能力,诱导HeLa细胞凋亡并抑制c-Myc及Bcl-2的表达,是一种对宫颈癌具有潜在抗肿瘤能力的药物。

BRD4及其抑制剂在血液肿瘤中的研究进展

溴结构域蛋白4(BRD4)是溴结构域与超末端结构域(BET)家族中最重要的功能蛋白,它参与了人体内细胞周期、细胞增殖、免疫反应等生理功能。有多个研究显示,BRD4与急性髓细胞白血病、多发性骨髓瘤及淋巴瘤等多种血液肿瘤的发生发展密切相关,BRD4在血液肿瘤中的作用机制包括调控c-Myc的转录、参与超级增强子的组成等。目前,已研制出多种靶向BRD4的抑制剂,部分BRD4抑制剂已进入血液肿瘤治疗的Ⅱ期临床试验,有望成为血液肿瘤的新靶向治疗药物。本文主要就BRD4及BRD4抑制剂在血液肿瘤中的最新研究进展作一综述。

BRD4抑制剂JQ1抑制非小细胞肺癌生长的研究

目的:探讨BRD4抑制剂JQ1对非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)细胞株及厄洛替尼耐药细胞株生长的影响并探讨其作用机制。方法:用不同浓度JQ1处理不同类型NSCLC细胞株,72 h后用磺酰罗丹明B(SRB)法检测JQ1对细胞增殖的抑制作用,分别用实时定量聚合酶链反应(q RT-PCR)和Western blot法检测癌基因e IF4E的m RNA及蛋白表达水平。结果:JQ1呈浓度依赖性抑制NSCLC细胞株的生长,包括厄洛替尼敏感和耐药细胞株,下调e IF4E的m RNA及蛋白水平表达。结论:JQ1可抑制不同NSCLC细胞株的生长,其作用机制可能与降低e IF4E表达有关。

Discovery of a small-molecule bromodomain-containing protein 4 inhibitor that induces AMP-activated protein kinase-modulated autophagy-associated cell death in breast cancer

OBJECTIVE To discover a small-molecule bromodomain-containing protein 4(BRD4)inhibitor that induces AMP-activated protein kinase-modulated autophagy-associated cell death in breast cancer and exploreits potential mechanisms.METHODS BRD4 interactors were analyzed by PPI network prediction and The Cancer Genome Atlas(TCGA)analysis.The interaction between BRD4 and AMPK was confirmed by co-immunoprecipitation assay.Novel BRD4 inhibitors were designed and synthesized based upon pharmacophore analysis of BRD4(1),then screened by antiproliferative activity and Alpha Screen of BRD4(1).The selectivity of the best candidate compound 8f was validated by co-crystallization,FRET assay and co-immuno precipitation assay.The mechanisms of 8f were investigated by fluorescence microscopy,electron microscopy,Western blotting,immunocytochemistry,si RNA and GFP-m RFP-LC3 plasmid transfections,as well as immunohistochemistry and immunofluorescence.Potential mechanisms were discovered by i TRAQ-based proteomics analysis and the therapeutic effect of 8f was assessed by xenograft breast cancer mouse and zebrafish models.RESULTS We identified that BRD4 interacted with AMPK,which was remarkably downregulated in breast cancer.We next designed and synthesized 49 candidate compounds,and eventually discovered a selective small-molecule inhibitor of BRD4(8f).Subsequently,8f was discovered to induce autophagyassociated cell death(ACD)by BRD4-AMPK interaction,and thus activating AMPK-m TOR-ULK1-modulated autophagic pathway in breast cancer cells.Interestingly,the i TRAQ-based proteomics analyses revealed that 8f induced ACD pathways,involved in HMGB1,VDAC1/2 and e EF2.Moreover,8f displayed a therapeutic potential on both xenograft breast cancer mouse and zebrafish models.CONCLUSION We discovered a novel small-molecule inhibitor of BRD4 that induces BRD4-AMPK-modulated ACD in breast cancer,which may provide a candidate drug for future cancer therapy.

溴结构域蛋白4抑制剂对前列腺癌细胞组蛋白巴豆酰化修饰以及增殖、迁移的影响

目的·探讨溴结构域蛋白4(bromodomain-containing protein4,BRD4)抑制剂I-BET762对前列腺癌细胞组蛋白巴豆酰化修饰以及前列腺癌细胞增殖、迁移的影响。方法·选取3种人前列腺癌细胞系LNCaP、C4-2B和PC-3,分别以各自的半数抑制浓度的I-BET762处理,Western blotting检测组蛋白上巴豆酰化修饰以及乙酰化酶的表达。CCK-8、Transwell迁移实验和划痕实验分别测定I-BET762对于LNCaP、C4-2B和PC-3细胞的增殖、迁移的影响。结果·I-BET762可以抑制组蛋白乙酰化酶P300和GCN5的表达,降低组蛋白巴豆酰化修饰表达。Transwell迁移实验和划痕实验结果表明,I-BET762可以抑制前列腺癌细胞系LNCaP、C4-2B和PC-3的迁移能力(均P<0.01);CCK-8实验结果表明,I-BET762处理后,3种前列腺癌细胞系的增殖能力被抑制。结论·前列腺癌细胞中I-BET762能够降低组蛋白巴豆酰化修饰水平,抑制细胞增殖和迁移。

溴结构域蛋白4的抑制策略及其在肿瘤治疗中的研究进展

溴结构域蛋白4(bromodomain-containing protein 4,BRD4)是溴结构域和超末端结构域家族中最重要的蛋白,其过度表达与多种肿瘤的发生发展密切相关,成为肿瘤治疗的新靶点。BRD4的抑制策略主要包括BRD4抑制剂和BRD4降解剂,其单独用药或与化学治疗、光热治疗、免疫治疗等治疗手段联合使用均显示出良好的抗肿瘤效果,为肿瘤治疗开辟了新的方向。本文介绍了BRD4的结构及其在肿瘤发生发展中的作用,综述了BRD4的抑制策略、在肿瘤联合治疗中应用以及耐药性的研究进展,为以BRD4为靶点的肿瘤治疗提供理论参考。

含氟苯并异噁唑衍生物的合成及活性研究

以2,4-二甲氧基苯胺为起始原料,通过乙酰化保护合成N-(2,4-二甲氧基苯基)乙酰胺(2),经傅克反应合成N-(4-羟基-2-甲氧基-5-丙酰基苯基)乙酰胺(3),3再与盐酸羟胺反应生成N-(4-羟基-5-(1-(羟基亚氨基)丙基)-2-甲氧基苯基)乙酰胺(4),4在DMF-DMA作用下生成N-(3-乙基-6-甲氧基苯并[d]异噁唑-5-基)乙酰胺(5),最后水解得到3-乙基-6-甲氧基苯并[d]异噁唑-5-胺(6),化合物6与氟代磺酰氯反应合成8个新型的衍生物(7a~7h)。目标化合物经1H NMR、13 C NMR和MS确证。采用热稳定迁移实验(TSA)研究了化合物与靶标蛋白的结合活性。结果显示,目标化合物与BRD4 BD1溴结构域蛋白具有较好的结合活性,ΔT m为3~7℃。

3-乙基-6-甲氧基苯并[d]异噁唑-5-胺的合成及类药性评价

以2,4-二甲氧基苯胺为原料,经酰胺化、傅克酰基化、肟化、环合及水解5步反应,合成了新骨架3-乙基-6-甲氧基苯并[d]异噁唑-5-胺(1)。对关键步骤的反应机理进行分析,筛选合成方法,优化后处理操作工艺。该方法原料易得,操作简单,且收率较高。目标化合物经1H NMR、13C NMR、 MS和IR确证。此外,分子对接及类药性计算表明,化合物1可有效结合到BRD4溴结构域口袋,也具有良好的类药性。

Discovery of [1,2,4]triazolo[1,5-a]pyrimidine derivatives as new bromodomain-containing protein 4(BRD4) inhibitors

Targeting bromodomain-containing protein 4(BRD4) has been proved to be an effective strategy for cancer therapy.To date,numerous BRD4 inhibitors and degraders have been identified,some of which have advanced into clinical trials.In this work,a focused library of new [1,2,4]triazolo [1,5-a]pyrimidine derivatives were discovered to be able to inhibit BRD4.WS-722 inactivated BRD4(BD1/BD2),BRD2(BD1/BD2) and BRD3(BD1/BD2) broadly with the IC_(50) values less than 5 μmol/L.Besides,WS-722 inhibited growth of THP-1 cells with an IC_(50) value of 3.86 μmol/L.Like(+)-JQ1,WS-722 inhibited BRD4 in a reversible manner and enhanced protein stability.Docking studies showed that WS-722 occupied the central acetyl-lysine(Kac) binding cavity and formed a hydrogen bond with Asn140.In THP-1 cells,WS-722 showed target engagement to BRD4.Cellular effects of WS-722 on THP-1 cells were also examined,showing that WS-722 could block c-MYC expression,induce G0/G1 phase arrest and p21 up-regulation,and promote differentiation of THP-1 cells.BRD4 inhibition by WS-722 resulted in cell apoptosis and upregulated expression of cleaved caspased-3/7 and PARP in THP-1 cell lines.The [1,2,4]triazolo[1,5-a]pyrimidine is a new template for the development of new BRD4 inhibitors.

BRD4抑制剂通过BRD4/miR-106b-5p/P21分子轴特异性抑制野生型Kras分化型甲状腺癌发展

目的探讨含溴结合域蛋白4(BRD4)抑制剂对野生型Kras分化型甲状腺癌(DTC)的影响及其机制。方法选取DTC细胞株Kras^(WT)TPC-1,构建基因突变型Kras^(G12D)TPC-1细胞。采用CCK-8法检测BRD4抑制剂JQ-1对Kras^(WT)TPC-1细胞增殖活力的影响。用0.2μmol/L JQ-1处理Kras^(WT)TPC-1细胞(JQ-1组),另设阴性对照(NC)组,分别采用Transwell侵袭实验、流式细胞术检测JQ-1对Kras^(WT)TPC-1细胞侵袭和凋亡的影响;检测JQ-1对BRD4、miR-106b-5p、P21表达的影响,以及P21抑制剂UC2288对P21、BRD4表达的影响。将Kras^(WT)TPC-1细胞分为JQ-1+NC-OE组、JQ-1+p21-OE组(过表达p21)及JQ-1+p21-OE+miR-106b-5p mimic组(同时过表达p21和miR-106b-5),检测各组细胞增殖、侵袭及凋亡情况。将TPC-1细胞分为Kras^(WT)组、Kras^(WT)+JQ-1组、Kras^(G12D)组及Kras^(G12D)+JQ-1组,检测各组细胞增殖、侵袭及凋亡情况。结果JQ-1以剂量和时间依赖方式抑制Kras^(WT)TPC-1细胞的增殖活力。在NC组和JQ-1组中,细胞侵袭数分别为124.67±9.61、82.67±8.02,细胞凋亡率分别为(5.91±0.34)%、(10.33±1.10)%,差异均具有统计学意义(t=5.812,P=0.004;t=6.653,P=0.003)。JQ-1显著抑制Kras^(WT)TPC-1细胞中BRD4及miR-106b-5p的表达并促进P21的表达。UC2288显著抑制P21表达,但对BRD4表达无显著影响。JQ-1+NC-OE组、JQ-1+p21-OE组及JQ-1+p21-OE+miR-106b-5p mimic组中,Kras^(WT)TPC-1细胞24 h增殖活力分别为0.46±0.03、0.35±0.04、0.44±0.03(F=8.720,P=0.017),JQ-1+p21-OE组较JQ-1+NC-OE组显著降低(P<0.05);3组细胞侵袭数分别为83.00±9.17、56.67±6.03、79.67±10.07(F=8.347,P=0.018),JQ-1+p21-OE组较JQ-1+NC-OE组显著减少(P=0.009);3组细胞凋亡率分别为(10.00±0.49)%、(15.39±1.14)%、(10.32±0.80)%(F=37.764,P<0.001),JQ-1+p21-OE组较JQ-1+NC-OE组显著增加(P<0.001);JQ-1+p21-OE+miR-106b-5p mimic组与JQ-1+NC-OE相比,细胞增殖活力、侵袭数及凋亡率差异均无统计学意义(均P>0.05)。在Kras^(WT)组、Kras^(WT)+JQ-1组、Kras^(G12D)组及Kras^(G12D)+JQ-1组中,24 h细胞增殖活力分别为0.50±0.05、0.39±0.04、0.68±0.08、0.64±0.05(F=17.776,P<0.001),与Kras^(WT)组相比,Kras^(WT)+JQ-1组增殖活力显著降低,Kras^(G12D)组增殖活力显著升高(均P<0.05);各组细胞侵袭数分别为129.33±11.50、86.00±9.54、161.67±13.01、146.33±13.20(F=22.598,P<0.001),与Kras^(WT)组相比,Kras^(WT)+JQ-1组侵袭数显著降低(P=0.002),Kras^(G12D)组侵袭数显著增加(P=0.010);各组细胞凋亡率分别为(6.17±0.50)%、(10.42±0.73)%、(3.43±0.47)%、(3.41±0.32)%(F=119.170,P<0.001),与Kras^(WT)组相比,Kras^(WT)+JQ-1组中细胞凋亡率显著增加(P<0.001),Kras^(G12D)组凋亡率显著降低(P<0.001);Kras^(G12D)+JQ-1组细胞增殖活力、侵袭数及凋亡率与Kras^(G12D)组相比差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论BRD4抑制剂能够通过调节BRD4/miR-106b-5p/P21分子轴,特异性抑制Kras野生型DTC的发展,而对Kras突变型DTC肿瘤细胞的增殖、侵袭和凋亡无显著影响。

机器学习法和分子对接法筛选BRD4抑制剂

目的采用分子指纹和分子对接法筛选BRD4抑制剂。方法采用1181个IC50值跨度从0.7~8.354×106nmol·L-1的BRD4抑制剂小分子作为训练集和测试集构建机器学习法的二元分类模型,利用ROC曲线,Sensitivity、Specificity和Accuracy值对二元分类模型进行评估;然后联合分子对接法筛选天然化合物库。结果用机器学习法构建的二元分类模型都较好适用于进一步筛选化合物库,文中运用支持向量SVM筛选天然产物化合物库,根据机器学习法得到的化合物在分子对接中与蛋白具有相似的相互作用模式。结论机器学习法所构建的二元分类模型可行度较高、预测能力较强,为寻找新型小分子BRD4抑制剂奠定了基础。

基于ABBV-075的新型溴结构域蛋白4(BRD4)小分子抑制剂的设计、合成及活性评价

为发现新型溴结构域蛋白4(BRD4)小分子抑制剂,基于ABBV-075,通过骨架跃迁,设计并合成4种不同母核,共16个化合物.优化了合成步骤中Suzuki偶联反应条件,并测试了化合物对BRD4的抑制活性.结果表明,N-(4-(2,4-二氟氧代苯基)-3-(4-氧代-4,5-二氢-3H-吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-基)苯基)乙磺酰胺(15o)的抑制率在10μmol/L达到了51%,IC _(50)=(16.39±1.20)μmol/L,具有明显的BRD4抑制活性.分子对接结果表明,15o可与Asn433和Asp381形成关键氢键,其与ABBV-075同源物的叠合图显示了二者结合模式的差异.阐明了化合物15o与ABBV-075活性差异的原因,为进一步发现高活性BRD4抑制剂提供设计思路.

Design and Synthesis of Novel Bispecific Molecules for Inducing BRD4 Protein Degradation

Proteolysis targeting chimeras（PROTACs） are bispecific molecules containing a target protein binder and a ubiquitin ligase binder connected by a linker. Recently, some heterobifunctional small molecule bromodomain-containing protein 4（BRD4） degraders based on the concept of PROTACs were designed to induce the degradation of BRD4 protein. Herein, we synthesized a new class of PROTAC BRD4 degraders. One of the most promising compound 22f exhibited robust potency of BRD4 inhibition with IC50 value of （9.4±0.6） nmol/L. Furthermore, com- pound 22f potently inhibited cell proliferation in BRD4-sensitive cell lines RS4;11 with IC50 value of （27.6±1.6） nmol/L and capable of inducing degradation of BRD4 protein at 0.5-1.0 μmol/L in the RS4;11 cells. These data establish that compound 22f is a potent and efficacious BRD4 degrader.