JMC：FGFR/HDAC双靶抑制剂的设计与合成，用于肿瘤治疗

成纤维细胞生长因子（FGF）家族及其四个受体（FGFR1−4）在许多生理过程中发挥重要作用，包括胚胎发生、组织稳态、组织修复、伤口愈合和炎症。细胞中FGFRs的激活突变或扩增可导致FGF-FGFR信号通路的过度激活，使细胞获得过度增殖，避免凋亡、易迁移等致癌特征。当配体与受体特异性结合时，它诱导FGFR自磷酸化，然后二聚，导致其结构域从非活性状态过渡到活性状态。激活的FGFR和细胞内激酶相互接近并相互磷酸化，从而激活一系列下游信号通路，如PI3K/AKT, PLCγ, MAPK/ERK和STAT，最终刺激细胞增殖、分化，抑制细胞凋亡。

组蛋白乙酰化和去乙酰化是重要的表观遗传修饰，这可逆的动态修改是由组蛋白乙酰转移酶（HATs）和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）。在正常生理条件下，组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶处于平衡状态，但当细胞进行转换，HDACs的活动显著增强，导致基因表达的平衡中断，导致对细胞增殖的影响。调节细胞周期的分子表达不平衡，这反过来导致细胞噁性转化。

HDAC抑制剂可以在实体肿瘤细胞系中通过逆转录激活JAK-STAT信号通路，从而导致对HDAC抑制剂的耐药性。虽然STAT是FGFR的下游信号，但激活的FGFR可以调控STAT通路靶基因的表达。因此，HDAC与FGFR联合抑制可以恢复HDAC抑制剂的敏感性，并产生协同抗肿瘤作用。基于这些信息，FGFR和HDAC抑制剂的合理联合使用是一种潜在的癌症治疗策略。

在此，作者开发了一系列喹噁啉吡唑羟肟酸衍生物作为有效的FGFR/HDAC抑制剂，并对其进行了综合评价。底物竞争HDAC抑制剂大多有相同的药效团，主要是由锌结合组（ZBG），最有效的配体是羟肟酸，表面识别帽（SRC）与周围的氨基酸残基入口活性网站，和连接ZBG和SRC（Figure 2）。连接剂可以是烷基、烯基或芳基，其中5到7个碳可以实现最有效的HDAC抑制，如SAHA（3）结构所示。FGFR/HDAC双抑制剂的设计是基于JNJ-42756493。结果表明，甲基吡唑暴露于溶剂中，异丙胺侧链占据深磷酸区。依此，作者设计合成了化合物8a−8c、9a−9e、10a−10g和11a−11j。

在完成对所有化合物的FGFR1和HDAC1酶活性的评价后，作者建立了结构−活性关系（SARs），并总结在Figure 3中。（1）目标化合物的羟肟酸酯可以螯合HDAC中的催化锌离子，获得较强的HDAC抑制活性；（2）目标化合物的异丙胺侧链对实现高FGFR抑制；（3）适当的脂肪族连接体对提高HDAC1的抑制活性非常重要，连接子长度为5~7个亚甲基的目标化合物对HDAC1的抑制作用最强，但对FGFR1的抑制活性无明显影响；（4）芳香连接子放置于适当位置时，也能对FGFR1和HDAC1具有较高的抑制活性。

接下来作者测试了双抑制剂对FGFR和HDAC亚型的选择性。如Table 4所示，值得注意的是，10e对所有四种HDAC亚型都显示出最有效的活性。10e是一种泛FGFR/HDAC双抑制剂，对FGFRs和HDACs具有强而平衡的抑制活性。

通过对其体内外抗肿瘤活性进行了评价。化合物10e对双靶点具有较强且平衡的抑制活性（FGFR1半抑制浓度值：0.18 nM，HDAC1半抑制浓度值：1.3 nM）。抗增殖试验表明，10e对各种实体肿瘤细胞系的增殖具有良好的抑制活性。在HCT116和SNU-16细胞系中，10e都可以同时调控FGFR和HDAC的主要下游信号通路。10e可诱导SNU-16细胞系G0/ G1期阻滞和凋亡。药代动力学分析显示，10e口服给药后的生物利用度为24.83%。此外，10e对HCT116和SNU具有显著的抗肿瘤活性16个异种移植模型，优于阳性化合物1和3。需要注意的是，在一些实体肿瘤细胞系中，对HDAC抑制剂的耐药性是由与HDAC抑制剂SAHA孵育后的STAT信号的激活引起的，然而FGFR抑制剂可下调pSTAT3的水平。实验表明，10e以浓度依赖性的方式抑制了pSTAT3的表达，这表明10e可能能够克服对HDAC抑制剂的耐药性，这些结果支持了10e可能成为恶性肿瘤的新候选药物。

DOI：：10.1021/acs.jmedchem.2c01413

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