2025年3月13日，生命過程小分子調(diào)控全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室丁克研究員團(tuán)隊(duì)與密歇根大學(xué)Rogel癌癥中心Arul Chinnaiyan團(tuán)隊(duì)合作，在藥物化學(xué)領(lǐng)域Top期刊JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY?上報(bào)道了在CDK12/13小分子調(diào)控劑研究方面的最新進(jìn)展。代表性化合物YJZ5118具有高活性、高選擇性和良好的體內(nèi)抗腫瘤活性。本研究不僅為CDK12/13的生物學(xué)功能研究提供了強(qiáng)有力的工具分子，還為前列腺癌領(lǐng)域提供新的潛在治療策略。
CDK12/13作為細(xì)胞周期依賴性激酶家族成員，在癌癥發(fā)生發(fā)展中扮演著復(fù)雜且重要的角色。目前，人們正在探索多種方法來選擇性抑制 CDK12/13的生物學(xué)功能，包括激酶可逆抑制劑化合物2、共價(jià)抑制劑THZ531、PROTAC 降解YJ1206，以及分子膠降解SR-4835等。丁克研究員團(tuán)隊(duì)一直針對CDK12/13開展小分子調(diào)控研究，前期課題組針對CDK12/13報(bào)道的首個(gè)口服可吸收的CDK12/13選擇性降解劑YJ1206被選為臨床候選物正在進(jìn)行多項(xiàng)評價(jià)。
在本研究中，研究團(tuán)隊(duì)以一種已知的CDK12/13可逆抑制劑化合物2為起點(diǎn)，基于結(jié)構(gòu)指導(dǎo)的藥物化學(xué)設(shè)計(jì)，合成了一系列CDK12/13的共價(jià)抑制劑，并最終確定了優(yōu)選化合物YJZ5118，進(jìn)行了多方面的生物學(xué)評價(jià)。
YJZ5118具有高活性、高選擇性和良好的藥代動力學(xué)性質(zhì)
體外激酶抑制實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示化合物YJZ5118對CDK12和CDK13的IC50分別為39.5nM和26.4nM，且對前列腺癌細(xì)胞VCap的IC50為23.7nM。CDKs家族具有相似的激酶結(jié)構(gòu)域，因此開發(fā)高亞型選擇性的CDK12/13抑制劑，對于研究其生物學(xué)功能尤為重要。對CDKs家族激酶的活性結(jié)果顯示YJZ5118具有非常優(yōu)秀的家族選擇性，除了CDK12/13外，對家族其他成員幾乎沒有活性，尤其是對于激酶結(jié)構(gòu)域相似度高的激酶如CDK7，CDK9，CDK2等CDK12抑制劑容易脫靶的靶點(diǎn)也表現(xiàn)出非常高的選擇性。同時(shí)，作者對化合物YJZ5118的類似物14h (YJZ6093)也做了全激酶譜的篩選實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示具有非常高的激酶譜選擇性。
對化合物藥代動力學(xué)研究表明，YJZ5118具有較好的藥代動力學(xué)性質(zhì)，口服 10 mg/kg 后 AUC 為 2235.5 h*ng/mL，T1/2 為 2.32 h。YJZ5118 的口服生物利用度為 35.5%。值得注意的是，這些 PK 參數(shù)與 Insilico Medicine 最近報(bào)道的 CDK12/13 抑制劑相當(dāng)或略勝一籌。
YJZ5118與 CDK12 共價(jià)結(jié)合
質(zhì)譜、洗脫及共晶實(shí)驗(yàn)證明了化合物YJZ5118與CDK12的共價(jià)結(jié)合。
YJZ5118與Akt抑制劑聯(lián)用顯示出優(yōu)異的體內(nèi)外抗腫瘤活性
YJZ5118 與 Akt 抑制劑 （MK2206、 Uprosertib、Ipatasertib 和 Afuresertib等）聯(lián)用于 22RV1 細(xì)胞的結(jié)果顯示二者存在顯著的協(xié)同作用。進(jìn)一步于 VCaP CRPC 小鼠模型評估對 YJZ5118 的體內(nèi)抗腫瘤活性測試結(jié)果顯示與對照組相比， YJZ5118 和 Uprosertib 的聯(lián)合治療顯著抑制了腫瘤生長，而動物體重沒有顯著變化。
研究意義與未來展望
綜上所述，該研究詳細(xì)報(bào)道從可逆抑制劑2出發(fā)，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化得到共價(jià)化合物YJZ5118。與先導(dǎo)化合物2相比YJZ5118顯示出顯著增強(qiáng)的抗增殖活性和靶標(biāo)特異性。通過質(zhì)譜分析、共晶結(jié)構(gòu)研究和pulldown-蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)全面驗(yàn)證了與CDK12/13的共價(jià)結(jié)合模式。YJZ5118有效抑制RNA聚合酶II Ser2磷酸化，抑制DNA損傷反應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄，并誘導(dǎo)DNA損傷和細(xì)胞凋亡。此外，YJZ5118顯著抑制多種腫瘤細(xì)胞系的增殖，而正常和非腫瘤細(xì)胞的敏感性較低。值得注意的是，YJZ5118與Akt抑制劑聯(lián)用，在體外和體內(nèi)均觀察到協(xié)同抗腫瘤作用，凸顯了其治療潛力。本研究發(fā)現(xiàn)不僅為CDK12/13生物學(xué)功能研究提供很好的探針分子，并且為前列腺癌的治療提供了新的思路，也為未來其他癌癥的治療策略開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
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