四川大学陈俐娟课题组：用于治疗骨髓纤维化的1,2,3,4-四氢异喹啉骨架结构的JAK2抑制剂的发现

Janus激酶2（JAK2）是一种细胞内非受体酪氨酸激酶，属于激酶JAK家族（JAK1、JAK2、JAK3和TYK2）。JAK信号转导子和转录激活子（JAK-STAT）途径通过细胞因子介导信号传导，从而控制各种细胞的存活、增殖和分化。JAK2的磷酸化、下游STAT的磷酸化和基因转录激活会最终导致红系和髓性细胞的增殖，分化和存活增加。在这四种JAK亚型中，已有大量的研究表明JAK2对血液恶性肿瘤的生长和进展至关重要，特别是对于骨髓增生性肿瘤（MPNs）。此外，JAK2与慢性粒细胞性白血病、急性粒细胞性白血病（AML）和急性淋巴细胞性白血病中也息息相关。目前已有许多泛JAK和选择性JAK抑制剂上市，例如用于骨髓纤维化的JAK1/2抑制剂Ruxolitinib，用于类风湿性关节炎的JAK1/JAK3抑制剂托法替尼和用于骨髓纤维化JAK2/FLT3抑制剂Fedratinib，但上述两种两种抑制剂都因为不同程度的副作用而被FDA黑框警告，因此仍需开发一种选择性高，安全性较好的JAK2抑制剂。

四川大学陈俐娟课题组前期已发现了一种双靶点JAK2/FLT3抑制剂18e。对18e的蛋白晶体结构分析后可以得出以下结论：（1）2-氨基嘧啶结构是JAK2活性关键部位；（2）18e尾端亲水性结构在FLT3中起关键作用（图1）。基于以上发现，该课题组决定对18e尾端进行关环，以减弱对FLT3以及其他靶点的活性。

图1. 利用18e为先导化合物进行的药效团改构及相关蛋白对接结果

通过合成多种环，并在相关细胞和激酶活性上进行筛选，作者最终优选出1,2,3,4-四氢异喹啉结构，并在此基础上优化得到化合物13ac，其对JAK2具有强效的抑制活性，IC₅₀为3 nM。此外，体外激酶谱筛选也表明13ac具有良好选择性（图2），同时Western blot实验证实了化合物13ac可以显著下调JAK2的磷酸化，并下调相关信号因子p-STAT5（图3）。

图2. 13ac的激酶选择性

图3. 13ac对JAK2及信号通路的影响

在建立的SET-2模型，作者验证了13ac对JAK2^V617突变的体内效果，每天给药60 mg/kg时，肿瘤抑制率达到了82.3%。与此同时，为了验证13ac对骨髓纤维化的疗效，作者以上市药物Ruxolitinib为阳性对照，通过尾静脉注射进一步建立了Ba/F3-JAK2^V617F同种异体移植模型，同样每天给药60 mg/kg时，其疗效远远优于阳性，进一步说明13ac作为候选药物的潜力（图4）。

图4. 化合物13ac的体内药效学

小结

通过对先导化合物的优化设计，陈俐娟课题组得到了具有高活性的JAK2抑制剂，并通过激酶谱筛选、凋亡、western blot实验验证了化合物13ac的确是对JAK2起到了靶向抑制的作用，而且在体内的药效实验中，13ac也表现良好的抗肿瘤效果，这为后期继续开展药效研究奠定了基础。

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N-(Pyrimidin-2-yl)-1,2,3,4-tetrahydroisoquinolin-6-amine Derivatives as Selective Janus Kinase 2 Inhibitors for the Treatment of Myeloproliferative Neoplasms

Tao Yang, Mengshi Hu, Yong Chen, Mingli Xiang, Minghai Tang, Wenyan Qi, Mingsong Shi, Jun He, Xue Yuan, Chufeng Zhang, Kongjun Liu, Jiewen Li, Zhuang Yang*, Lijuan Chen*

J. Med. Chem., 2020, 63, 14921–14936, DOI: 10.1021/acs.jmedchem.0c01488

陈俐娟教授简介

陈俐娟，博士，四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室副主任。在Nature Communication，Journal of Medicinal Chemistry，Biomaterial，Journal of Controlled Release 等杂志以通讯作者发表 SCI 收录论文200余篇，申请美、英、德、中等国家发明专利50余项，其中授权专利25项。经过多年积累，研究团队成果成功实施转化，目前已有多个候选化合物已进入临床前评价，2个国家天然产物一类创新药物已进入I期临床，多个国家一类创新药物申报临床研究。