2026年8月,美国FDA批准了口服泛RAS抑制剂Daraxonrasib(RMC-6236),用于既往接受过系统干预的转移性胰腺腺癌的抑制。该化合物是首个基于分子胶三元复合物策略获批的RAS靶向分子,标志着分子胶技术从机制研究走向转化应用的重要里程碑。Daraxonrasib(RMC-6236,AMole,M40832)通过与亲环素A(Cyclophilin A)结合形成二元复合物,进而招募处于GTP结合活性状态的RAS蛋白,形成稳定的三元复合物,通过空间位阻阻断RAS与下游效应蛋白(如RAF)的相互作用。
分子胶(Molecular Glue)是一类单价小分子化合物,能通过与E3泛素连接酶结合并重塑其底物识别界面,诱导E3连接酶与原本不存在亲和力的“新底物”(neosubstrate)形成稳定三元复合物,进而驱动新底物的多聚泛素化及蛋白酶体降解。分子胶的概念最初源于对天然免疫抑制剂机制的研究,FK506(Tacrolimus,AbMole,M1934)、环孢素(Cyclosporin A,AbMole,M1831)和雷帕霉素(Rapamycin,AMole,M1768)等天然大环内酯类化合物通过与细胞内免疫亲和蛋白结合,形成二元复合物后招募并抑制磷酸酶或激酶靶点,这种“小分子介导的蛋白-蛋白相互作用”模式即为分子胶作用的雏形。与异双功能PROTAC分子不同,分子胶通常具有较低的分子量和更强的细胞渗透性。近年来,以CRBN、VHL及DCAF15为招募核心的分子胶在血液肿瘤、实体瘤及免疫调控研究中展现出广阔的应用前景,除Daraxonrasib外,Iberdomide(CC-220,AbMole,M6072)、Mezigdomide(CC-92480,AbMole,M11295)与Golcadomide(CC-99282,AbMole,M21353)等新一代分子胶,目前均已进入Ⅲ期临床研究阶段。AbMole为全球科研用户提供高纯度、高生物活性的分子胶化合物,助力靶向蛋白降解(TPD)领域的机制研究与转化探索。
图 1.分子胶的作用示意图
一、CRBN E3连接酶调节剂(IMiDs与CELMoDs)
CRBN(Cereblon)是CRL4CRBNE3 泛素‑蛋白连接酶复合物中的底物识别受体蛋白。免疫调节酰亚胺类化合物(IMiDs)及新一代CRBN E3连接酶调节剂(CELMoDs)能通过结合CRBN表面的疏水口袋,在其表面创造新的蛋白-蛋白相互作用界面,从而招募含锌指结构域的转录因子等底物,通过降解转录因子进而调节细胞基因的表达。
1. 免疫调节酰亚胺类化合物(IMiDs)
Thalidomide(沙利度胺)是首个被发现的CRBN分子胶。Thalidomide(CAS No.:50-35-1)通过其戊二酰亚胺结构结合CRBN,可招募并降解IKZF1(Ikaros)与IKZF3(Aiolos)等锌指转录因子,抑制多发性骨髓瘤细胞的存活,同时解除T细胞中IL-2转录的抑制。研究表明,Thalidomide(沙利度胺,AbMole,M2225)在MM1S细胞中可显著降低IKZF1与IKZF3的蛋白水平,但对IKZF2、IKZF4和IKZF5无影响,体现出高度的底物选择性。
Lenalidomide(来那度胺)是第二代IMiD类分子胶。Lenalidomide(CAS No.:191732-72-6)在招募IKZF1/3的基础上,还可选择性诱导酪蛋白激酶1α(CK1α)的降解。通过定量质谱分析发现,Lenalidomide(来那度胺,AbMole,M1962)处理后MM1S细胞中IKZF3的泛素化水平显著升高,蛋白丰度下降,而IKZF1的蛋白水平也明显降低。CK1α的降解可激活p53信号通路,这在携带5q染色体缺失的骨髓增生异常综合征动物模型中具有重要研究价值。
Pomalidomide(泊马度胺)是第三代IMiD类分子胶,对CRBN的亲和力高于Thalidomide,能更高效地诱导IKZF1与IKZF3的泛素化降解。在MM1.S和H929细胞中,Pomalidomide(泊马度胺,AbMole,M1976)在纳摩尔浓度即可显著下调Aiolos/Ikaros水平,并协同蛋白酶体抑制剂发挥抗增殖效应。
2. CRBN E3连接酶调节剂(CELMoDs)
Iberdomide是新一代CELMoD分子,其对CRBN的结合能力较传统IMiDs提升约10–20倍,可更迅速、更彻底地降解IKZF1与IKZF3。在来那度胺耐药的异种移植瘤小鼠模型中,Iberdomide(CC-220,AbMole,M6072,CAS No.:1323403-33-3)仍可有效诱导底物降解并抑制肿瘤生长。
Mezigdomide(CC-92480,AbMole,M11295)是另一种高效的CELMoD。在H929和MM1.S细胞中,Mezigdomide的半数抑制浓度(IC₅₀)约为0.07–0.08 nM,较Pomalidomide(IC₅₀约5–7 nM)强50–100倍。在动物实验中,Mezigdomide(CAS No.:2259648-80-9)以1 mg/kg口服给药即可实现75%的肿瘤体积缩减,与3 mg/kg和10 mg/kg剂量接近最大效应。在与Bortezomib 联合使用的异种移植瘤小鼠模型中,该组合能诱导肿瘤接近完全消退并显著延长生存期。
Golcadomide(CC-99282,AbMole,M21353)是靶向B细胞恶性肿瘤的CELMoD。Golcadomide通过CRL4CRBN诱导Ikaros和Aiolos的降解,在WSU-DLCL2弥漫大B细胞淋巴瘤模型中,1 mg/kg 的Golcadomide(CAS No.:2379572-34-4)与10 mg/kg 的Rituximab 单抗联用能使小鼠肿瘤明显消退。
3. GSPT1选择性降解剂
Eragidomide是首个进入系统性研究阶段的GSPT1选择性CRBN调节剂。与传统CELMoDs不同,Eragidomide不降解IKZF1、IKZF3或CK1α,而是选择性靶向翻译终止因子GSPT1。晶体结构显示,Eragidomide(CC-90009,AbMole,M21003)的异吲哚酮环与CRBN结合后,其氯苯基团靠近GSPT1结构域3,通过GSPT1的β-hairpin degron(残基568–576)与CRBN形成氢键网络。在原代急性髓系白血病(AML)样本的异种移植瘤小鼠模型中,Eragidomide(CAS No.:1860875-51-9)能快速降解GSPT1,诱导整合应激反应(ISR)通路激活及急性细胞凋亡,且对正常外周血单个核细胞影响较小。
SJ6986(AbMole,M21152)是一种口服生物利用度高的GSPT1/2双降解分子胶。在急性淋巴细胞白血病(ALL)细胞系中,SJ6986(AbMole,M21152)可诱导细胞凋亡并扰乱细胞周期进程。全基因组CRISPR/Cas9筛选证实,CRL4CRBN复合物的各组分是SJ6986发挥作用的必需因子。在ALL异种移植瘤小鼠模型中,SJ6986(CAS No.:2765625-93-0)较Eragidomide展现出更强的抗白血病细胞生长抑制活性,这部分可能归因于其更优的药代动力学性质。
4. IKZF2选择性降解剂
NVP-DKY709是首个高选择性IKZF2(Helios)分子胶降解剂。与Pomalidomide等IMiDs不同,NVP-DKY709能完全保留IKZF1与IKZF3,仅降解IKZF2。其DC₅₀为4 nM,Dmax为53%。X射线晶体结构解析表明,NVP-DKY709(AbMole,M13433,CAS No.:2291360-73-9)结合CRBN后,通过其苄基哌啶基团招募IKZF2的ZF2–ZF3结构域,而IKZF1因空间位阻无法被有效招募。在Jurkat细胞中,2.5 μM NVP-DKY709(AbMole,M13433)处理16小时仅下调IKZF2水平,对IKZF1、IKZF3和IKZF5无影响。在MDA-MB-231乳腺癌异种移植瘤小鼠模型中,100 mg/kg的NVP-DKY709口服给药28天可显著抑制肿瘤生长。
PPACK(AbMole,M52556)是一种选择性IKZF2分子胶降解剂。PPACK通过分子胶机制结合CRBN,招募IKZF2形成三元复合物并促进其泛素化及蛋白酶体降解,进而调节效应T细胞与调节性T细胞的平衡,增加IL-2等炎症细胞因子的产生。PPACK(CAS No.:71142-71-7)可与免疫检查点抑制剂联用发挥协同效应,适用于肿瘤免疫微环境研究。
二、DCAF15 E3连接酶分子胶
除CRBN外,Cullin-RING连接酶家族的其他底物识别亚基也可被分子胶识别和结合。CRL4DCAF15便是近年发现的重要的分子胶招募平台。
E7820(AbMole,M9781)是一种芳基磺酰胺类分子胶。E7820可结合DCAF15的一个浅表非保守口袋,重塑其表面以招募RNA剪接因子RBM39(CAPERα)。在缺乏E7820时,DCAF15与RBM39无亲和力;当E7820存在时,二者形成稳定的协同三元复合物,其解离常数从约4.6 μM降至0.16 μM。冷冻电镜结构显示,RBM39的RRM2结构域通过一段α-螺旋与DCAF15–E7820界面结合,总埋藏表面积达1,150 Ų。E7820(CAS No.:289483-69-8,AbMole,M9781)还可降解与RBM39序列高度同源的RBM23,但对约11,000种其他检测蛋白无显著影响,展现出极高的选择性。在AML细胞中,E7820通过降解RBM39扰乱剪接体功能,诱导细胞凋亡。
三、VHL E3连接酶分子胶与PROTAC降解剂
VHL(von Hippel-Lindau蛋白)是CRL2VHL复合物的底物识别亚基,天然底物为脯氨酸羟化后的HIF-1α。近年来,研究者发现小分子可占据VHL的HIF-1α结合口袋,将其重定向至新底物。
BAY 3605349(AbMole,M50196)是一种VHL介导的分子胶降解剂。通过蛋白质芯片筛选,研究者发现BAY 3605349(CAS No.:3034880-93-5,AbMole,M50196)可结合VHL的HIF-1α结合口袋,并将半胱氨酸双加氧酶1(CDO1)招募至VHL-Cullin-RING E3连接酶复合物,导致CDO1的选择性降解。突变分析与蛋白质-蛋白质对接表明,CDO1的特定表面区域参与了VHL招募。
Vepdegestrant(ARV-471,AbMole,M21158)是一种口服雌激素受体(ERα)PROTAC降解剂。Vepdegestrant由ER配体、刚性连接链和CRBN配体(戊二酰亚胺片段)组成,可诱导ERα与CRL4CRBN形成三元复合物。在MCF7细胞中,其DC₅₀为0.9 nM,Dmax达95%;100 nM处理4小时即可降解超过80%的ERα蛋白。Vepdegestrant(ARV-471,AbMole,M21158)对常见配体非依赖性雌激素受体突变(Y537S、D538G)同样有效。在MCF7原位异种移植瘤小鼠模型中,3 mg/kg口服给药即可使肿瘤细胞的ERα水平降低超过94%,30 mg/kg给药能实现肿瘤生长的明显抑制。Vepdegestrant(CAS No.:2229711-68-4)在激素非依赖的Y537S突变PDX模型中,10 mg/kg的剂量即能诱导肿瘤消退。
ARV-766是第二代雄激素受体(AR)PROTAC降解剂。ARV-766在VCaP细胞中对野生型AR的DC₅₀小于1 nM,Dmax超过90%。该分子可有效降解AR及其突变体,包括T878A、H875Y和L702H。在Enzalutamide 耐药的非去势VCaP异种移植瘤小鼠模型中,ARV-766(CAS No.:2750830-09-0,Luxdegalutamide,AbMole,M25607)以1、3、10 mg/kg口服给药,分别实现34%、74%和98%的肿瘤生长抑制。
四、其他分子胶机制化合物
Tacrolimus(FK506,AbMole,M1934)是一种23元大环内酯类免疫抑制剂,其作用机制属于经典的分子胶模式。Tacrolimus进入细胞后与高亲和力的免疫亲和蛋白FKBP12结合,形成的FKBP12–Tacrolimus复合物进一步结合并抑制钙调神经磷酸酶(calcineurin,PP2B)的磷酸酶活性,从而阻止NFAT转录因子的去磷酸化及核转位,阻断IL-2、IL-3、IL-4和IFN-γ等细胞因子的转录。在细胞实验中,Tacrolimus (CAS No.:104987-11-3,FK506,AbMole,M1934)对IL-2分泌的半数抑制浓度(IC₅₀)为0.1–1 nM。在动物实验中,Tacrolimus以1–4 mg/kg腹腔注射给药可有效抑制T细胞活化,常用于移植免疫学及自身免疫疾病动物模型的研究。
Galeterone(TOK-001,AbMole,M2717)是一种具有多重机制的AR靶向化合物。Galeterone不仅可抑制CYP17A1(IC₅₀ = 47 nM),还可作为分子胶促进AR及其剪接变体(AR-V7)的降解,同时抑制Mnk1/2激酶。在CWR22Rv1去势抵抗前列腺癌小鼠模型中,Galeterone(TOK-001,AbMole,M2717)以24、48、96 mg/kg口服给药(每周5天,连续16天),可剂量依赖性地抑制肿瘤生长,其中48和96 mg/kg剂量组诱导肿瘤消退,肿瘤生长抑制率分别为136.8%和147.5%。在LNCaP和C4-2细胞中,Galeterone(CAS No.:851983-85-2)能显著增强T878A突变型AR的蛋白降解,为研究AR突变体的稳定性调控提供了重要工具。
试剂汇总
编号 | 名称 | 靶点蛋白 | E3连接酶 | CAS号 |
M1934 | Tacrolimus (FK506) | FKBP12/calcineurin | — | 104987-11-3 |
M2225 | Thalidomide | IKZF1/IKZF3 | CRBN | 50-35-1 |
M1962 | Lenalidomide | IKZF1/IKZF3/CK1α | CRBN | 191732-72-6 |
M1976 | Pomalidomide | IKZF1/IKZF3 | CRBN | 19171-19-8 |
M6072 | Iberdomide (CC-220) | IKZF1/IKZF3 | CRBN | 1323403-33-3 |
M11295 | Mezigdomide (CC-92480) | IKZF1/IKZF3 | CRBN | 2259648-80-9 |
M21353 | Golcadomide (CC-99282) | IKZF1/IKZF3 | CRBN | 2379572-34-4 |
M21003 | Eragidomide (CC-90009) | GSPT1 | CRBN | 1860875-51-9 |
M21152 | SJ6986 | GSPT1/GSPT2 | CRBN | 2765625-93-0 |
M13433 | NVP-DKY709 | IKZF2 | CRBN | 2291360-73-9 |
M52556 | PPACK | IKZF2 | CRBN | 71142-71-7 |
M9781 | E7820 | RBM39/RBM23 | DCAF15 | 289483-69-8 |
M50196 | BAY 3605349 | CDO1 | VHL | 3034880-93-5 |
M21158 | Vepdegestrant (ARV-471) | ERα | CRBN (PROTAC) | 2229711-68-4 |
M25607 | ARV-766 (Luxdegalutamide) | AR | VHL (PROTAC) | 2750830-09-0 |
M2717 | Galeterone (TOK-001) | AR/CYP17 | — | 851983-85-2 |
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