复旦大学、华东师范大学JMC：新型肿瘤免疫治疗A2AR小分子拮抗剂开发

腺苷受体（Adenosine Receptors, ARs）属于G蛋白偶联受体超家族，含有四种亚家族成员（A₁R、A_2AR、A_2BR和A₃R），在人体各类组织中广泛表达，参与调控多项生理病理过程。ARs是重要的药物靶标，其调节剂被广泛开发应用于多种疾病的治疗。例如，A_2AR拮抗剂被批准用于治疗帕金森氏症（PD）。近年来，A_2AR的肿瘤免疫学调节功能受到了广泛关注，被认为是极具潜力的肿瘤免疫治疗新兴靶标。研究表明，A_2AR信号通路抑制T细胞的活化和效应功能，削弱抗肿瘤免疫反应，诱导肿瘤免疫逃逸。目前，临床上已有多个A_2AR小分子拮抗剂正在开展相关抗肿瘤研究。但是，TME中的腺苷浓度通常达到微摩尔水平，比正常生理环境中的浓度高出10-100倍，同时也远超PD病理状态下的腺苷浓度，大大限制了A_2AR拮抗剂在TME中的拮抗效力。因此，开发能够在高浓度腺苷环境中保持高活性的新型A_2AR拮抗剂对开发肿瘤免疫治疗具有重要意义。

近日，复旦大学药学院药物化学系王永辉研究员与华东师范大学生命科学学院卢伟强副研究员合作，通过对组内小分子库进行细胞水平活性筛选，发现化合物1具有一定的A_2AR拮抗活性（IC₅₀ = 1.03 μM）。随后，作者以化合物1作为苗头化合物，采用“骨架跃迁”、“构象限制”等经典药物化学设计策略对苗头化合物进行了多轮改造，最终发现的化合物57具有良好A_2AR拮抗活性（IC₅₀ = 8.3 nM）。并且57对A₁R、A_2BR、A₃R的选择性均超过1000倍，是A_2AR的高选择性拮抗剂。

图1. 研究概览

值得注意的是，57能够在1 μM 5'-N-乙基甲酰氨基腺苷（NECA，一种强效A_2AR激动剂，用于模拟肿瘤微环境中的高腺苷环境）的刺激下保持对A_2AR较好的活性（IC₅₀ = 179.6 nM）。

进一步研究发现，化合物57能够显著增强T细胞的活化和肿瘤细胞杀伤活性。细胞因子IL-2是T细胞活化的一种重要生物标记物。当NECA激活T细胞上的A_2AR时，T细胞中IL-2 mRNA和蛋白表达水平明显下降。此时，通过加入57拮抗A_2AR，可以明显恢复IL-2表达水平。同样，在肿瘤细胞和T细胞共培养的实验中，NECA对T细胞介导的肿瘤杀伤能力存在显著的抑制作用，而加入57后，T细胞的杀伤能力得以恢复。综上，化合物57展现出了一定的肿瘤免疫治疗潜力，为针对A_2AR开发肿瘤免疫疗法的开发提供了新思路。

图2. 57在IL-2表达量中的测试结果

图3. 57在T细胞杀伤肿瘤细胞实验中的测试结果

复旦大学药学院药物化学系2017级博士生余发志、2019级硕士生祝晨宇、华东师范大学生命科学学院2020级硕士迮书茵为本文的共同第一作者；复旦大学药学院王永辉研究员、谢琼副教授和华东师范大学卢伟强副研究员为本文的共同通讯作者。该工作得到了华东师范大学刘明耀教授的大力支持。相关研究工作得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金、国家科技重大专项等的资助。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Design, Synthesis, and Bioevaluation of 2-Aminopteridin-7(8H)-one Derivatives as Novel Potent Adenosine A_2A Receptor Antagonists for Cancer Immunotherapy

Fazhi Yu, Chenyu Zhu, Shuyin Ze, Haojie Wang, Xinyu Yang, Mingyao Liu, Qiong Xie*, Weiqiang Lu*, and Yonghui Wang*

J. Med. Chem., 2022, 65, 4367–4386, DOI: 10.1021/acs.jmedchem.1c02199

导师介绍

王永辉

https://www.x-mol.com/university/faculty/16976