我院尹勝/王軍艦教授團隊發現高活性瑞香烷型二萜天然小分子靶向核轉運蛋白importin-1治療去勢抵抗型前列腺癌
前列腺癌是最常見的男性泌尿系統惡性腫瘤，發病率位居男性惡性腫瘤第二位，緻死率排名第五，嚴重威脅着人類的健康。去勢療法是治療早期前列腺癌的标準方式之一，但随着治療的進程，該疾病終将發展為去勢抵抗型前列腺癌（Castration-Resistant Prostate Cancer，CRPC），是病人死亡的重要原因。目前臨床治療CRPC的一線藥物為恩雜魯胺和阿比特龍，由于獲得性耐藥的産生，在治療後期往往收效甚微。因此，發現具有新機制能克服耐藥的治療藥物具有重要意義。
2022年9月14日，我院尹勝教授團隊與王軍艦教授團隊合作在J. Am. Chem. Soc.雜志在線發表了題為Discovery of Highly Potent Daphnane Diterpenoids Uncovers Importin-b1 as a Druggable Vulnerability in Castration-Resistant Prostate Cancer的研究論文。該研究從結構多樣性大戟科二萜庫中篩選獲得一個在體内外具有強效抗CRPC的瑞香烷型二萜小分子DD1，并通過多種手段發現和證實其直接作用靶點為核轉運蛋白importin-b1，首次揭示了importin-b1在CRPC進展中的功能及其作為藥物靶點的可行性，為開發新型CRPC治療藥物提供了強效importin-b1類抑制劑。
研究人員對數年來積累的結構多樣性大戟科二萜天然産物庫（255個化合物，16類骨架）進行抗去勢抵抗型前列腺癌（CRPC）活性篩選，發現了系列具有高活性的瑞香烷型二萜，其中化合物DD1活性最佳，對多株CRPC細胞IC50s ≈ 1 nM，且對正常細胞具有高選擇性（SI>1000)；DD1能夠顯著誘導CRPC細胞發生凋亡，減少細胞集落形成并抑制前列腺癌病人來源腫瘤類器官的生長。基于活性分子合成了光親和探針并在細胞内進行原位靶點垂釣，發現化合物潛在作用靶點為核轉運蛋白importin-b1；随後，利用競争性結合pull-down實驗、細胞熱轉移實驗（CETSA）、挽救實驗、熒光共定位、表面等離子共振（SPR）等實驗進行了證實；片段化蛋白pull-down實驗、光交聯質譜分析及殘基突變實驗表明化合物主要作用于importin-b1蛋白C端550aa-876aa區域，其中Gln560、Phe577和Leu580是關鍵的結合氨基酸。利用蛋白組學和轉錄組學技術，發現化合物DD1通過抑制importin-β1影響了多種與CRPC進展密切相關的重要驅動因子（如AR、MYC、E2F1等）的核聚集，阻止了其下遊信号網絡，進而抑制了CRPC細胞的生長、增殖和存活。研究人員還通過對前列腺癌臨床病人數據庫調研及免疫組化實驗分析，發現相比于正常或癌旁組織，importin-β1在前列腺癌組織中高表達，且與疾病分期、病人Gleason評分和轉移程度均呈正相關關系，表明importin-β1與CRPC的發生發展密切相關，扮演着促癌因子的作用。最後，研究人員利用22Rv1細胞異種移植瘤和病人來源移植瘤（PDX）模型對DD1的體内抗腫瘤效應進行評價，結果顯示化合物在低劑量（0.5 mg/kg）下能發揮強效的抗腫瘤作用，且對各髒器無明顯影響。此外，研究人員發現在結合位點突變的異種移植瘤體内模型中，DD1抗腫瘤效果被大大削弱，進一步證實了化合物通過importin-β1發揮抗CRPC功效。綜上所述，本研究證實了importin-β1作為抗CRPC新靶點的潛力，并為克服CRPC耐藥的藥物研發提供了天然先導分子。
圖1.瑞香烷型二萜小分子DD1靶向importin-β1抑制CRPC進展
尹勝教授團隊長期緻力于大戟科二萜藥物開發，已獲得了系列結構新穎、活性顯著、機制清晰的先導化合物。上述工作不僅闡明了相關藥用植物的物質基礎，還為治療相關疾病的藥物研發提供了結構多樣性的原創先導分子和潛在靶點。
我院博士生黃家洛和嚴雪龍為本論文的第一作者，尹勝教授和王軍艦教授為論文的通訊作者。上述研究工作獲得國家自然科學基金委面上項目、廣東省自然科學基金等多項基金的資助。
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