【数据说】以BRD4为靶点的药物研究进展

BRD4全称为bromodomain-containing protein 4，即溴结构域蛋白4，属于BET家族成员。BET溴结构域(bromodomain and extra-terminal domain)包含四种蛋白，即BRD2、BRD3、BRD4和BRDT。BET具有保守的模块化结构：包括两段N-末端串联BRD效应模块(BD1和BD2)，一段额外的末端基团(ET)，几组保守的区域(A，B，SEED区域)和C-末端区域(CTM)(图1)。

图1. BET溴结构域蛋白包含几组模块化的结构。两段N端串联BRD (BD1和BD2，显示为蓝色)与乙酰化识别有关；一个额外的蛋白-蛋白相互作用区域(ET，显示为橙色)；BRDT以及BRD4的长突变体(BRD4L)都包含一个与正向转录延长因子(P-TEFb)作用的C-端区域(CTM，显示为深蓝色)；保守区域(A，显示为绿色；B，显示为深红色)以及一段富含丝氨酸-谷氨酸-天冬氨酸的区域(SEED，显示为粉色)。

有研究显示，BRD4的表达失调与血癌、乳腺癌以及结肠癌等多种癌症疾病的形成有关。BRD3和BRD4与睾丸中的核蛋白(Nuclear Protein in Testis，NUT)错误融合，导致NUT中腺癌的发生。BRD4蛋白能够与RNA聚合酶II (Pol II)，正向转录延长因子(Positive transcription elongation factor，P-TEFb)结合共同参与癌基因MYC、BCL2和BCL6等基因的转录过程(图2)。2014年纽约大学朗格尼医学中心一项研究表明，BRD4蛋白占据了超级增强子的基因位置，能让癌细胞保持相对不成熟的类干细胞状态，在一定程度上驱动了癌症。

图2. BET溴结构域蛋白参与MYC、BCL2和BCL6等基因的转录，这些基因与细胞增殖和凋亡有关；BET溴结构域蛋白在细胞周期调控中具有重要作用，如参与细胞周期启动子A、D11和E等基因的启动激活

通过靶向抑制BRD4，可以诱发肿瘤细胞凋亡即增殖减缓，从而达到抗肿瘤作用。因此，BRD4作为一种极具潜力的的抗肿瘤靶点，在近些年得到了广泛关注和开发。下面简单介绍以BRD4为靶点的药物研发进展，由来自药渡数据的信息可知，目前有13个以BRD4为靶点的药物，已经进入临床试验研究阶段(来自于药渡数据http://data.pharmacodia.com/)，具体信息如下表所示，并对其中部分药物的研发情况进行简单介绍。

化合物Apabetalone (RVX-208)，来自于一种植物多酚-白藜芦醇的衍生物。该化合物最初由Resverlogix研发，于2015年将中国与台湾地区的研发权授权给深圳海瑞普药业。该化合物显示出对BRD4 BD2更强的抑制活性(对BRD4BD2的Kd为135nM，对BRD4 BD1的Kd为1142nM)。这种选择性可能是由于化合物的苯环能够与BD2的His433形成π−π堆积作用，而BD1中对应的氨基酸为半胱氨酸。Apabetalone (RVX-208)能够有效降低高血脂糖尿病患者的血脂，用于治疗前驱糖尿病的研究处于临床二期，用于治疗动脉粥样硬化、急性冠脉综合症(ACS)。

化合物CPI-0610为Constellation公司研发的异恶唑结构BRD4抑制剂，其针对BRD4的IC50为120nM。这一化合物在口服给药30mg/kg每天时，对急性白血病肿瘤的抑瘤率为41%。在淋巴瘤患者上也显示出较好的疗效，目前正在开展临床I期试验。

化合物I-BET762是GSK公司开发的苯并氮卓类BRD抑制剂，具有较好的渗透性(167nm/s)、较高的的溶解度(>3mg/mL)、良好的组织分布(6.5L/kg)以及口服生物利用度(44-61%在鼠、狗和灵长类动物)，在各种肿瘤模型和炎症模型上显示出良好的药效，目前已进入临床I/II期。

化合物Mivebresib (ABBV-075)是由AbbVie研发的吡啶酮类BRD4靶向抑制剂，其显示出良好的DMPK性质，具有良好的暴露量和25小时的半衰期。化合物在各种肿瘤模型中都显示出良好的生物学活性，目前正处于治疗实体瘤和血液癌症的临床I期研究阶段。

综上所述，以BRD4为靶向的药物研究被广泛关注，部分化合物已进行临床试验阶段，但文献和专利等公开报道的抑制剂结构类型仍相对有限、且小分子成药性亟待提高。因此，针对BRD4蛋白进一步进行新型抗肿瘤药物研究，具有极大的拓展空间。

参考文献：

(1) Mass-spectrometry-based draft of the human proteome. Nature 2014, 509, 582-587.

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(3) The bromodomain protein Brd4 is a positive regulatory component of P-TEFb and stimulates RNA polymerase II-dependent transcription. Mol Cell 2005, 19, 523-534.

(4) Bromodomain-dependent stage-specific male genome programming by Brdt. EMBO J 2012, 31, 3809-3820.

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(6) A novel BET bromodomain inhibitor, RVX-208, showsreduction of atherosclerosis in hyperlipidemic ApoE deficient mice. Atherosclerosis 2014, 236, 91-100.

(7) RVX-208, an inhibitor of BET transcriptional regulatorswith selectivity for the second bromodomain. PNAS 2013, 110, 19754-19759.

(8) Identification of a Benzoisoxazoloazepine Inhibitor(CPI-0610) of the Bromodomain and Extra-Terminal (BET) Family as a Candidatefor Human Clinical Trials. J Med Chem 2016, 59, 1330-1339.

(9) The making of I-BET762, a BET bromodomain inhibitor nowin clinical development. J Med Chem 2013, 56, 7498-7500.

(10) 药渡数据Pro2.0(http://data.pharmacodia.com/)