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一种新型、选择性且可口服的RIPK1抑制剂1H-吡唑-3-胺衍生物的发现及其在炎症疾病治疗中的应用

期刊:Journal of Medicinal ChemistryDOI:10.1021/acs.jmedchem.5c02124

受体相互作用蛋白激酶1(RIPK1,Receptor-interacting protein kinase 1)在细胞程序性坏死(necroptosis)过程中发生异常激活,进而促进并加剧炎症反应。抑制RIPK1激酶活性被认为是治疗与necroptosis相关的免疫介导性炎症疾病的重要靶点。近期,由Qiangqiang Tao、Xixiang Li、Hongwei Yu等作者团队在*Journal of Medicinal Chemistry*(2025年10月)发表了一项研究,报道了一种新型、高选择性、口服可用的1H-吡唑-3-胺衍生物(化合物44)作为RIPK1抑制剂,用于治疗炎症性疾病。

一、研究背景与目标

RIPK1是necroptosis信号通路(RIPK1-RIPK3-MLKL轴)的核心调控蛋白。当肿瘤坏死因子受体1(TNFR1)或干扰素(IFN)等死亡受体被炎症因子激活时,RIPK1的激酶活性驱动下游信号级联,最终导致细胞坏死并释放损伤相关分子模式(DAMPs),引发炎症反应。这种机制与炎症性肠病(IBD)、系统性炎症反应综合征(SIRS)等疾病密切相关。此外,癌细胞可通过劫持RIPK1抑制necroptosis以逃避免疫监视,因此靶向RIPK1的抑制剂或降解剂具有双重治疗潜力。

尽管已有多种RIPK1抑制剂进入临床试验(如GSK2982772、Nec-1s等),但其结合模式(如I型、II型或III型)和选择性仍需优化。本研究以临床阶段FGFR抑制剂AZD4547为起点,通过结构优化和构效关系(SAR)研究,设计出一类新型1H-吡唑-3-胺衍生物,旨在开发兼具高活性、高选择性和良好药代动力学特性的RIPK1抑制剂。

二、研究方法与流程

1. 结构设计与分子对接

研究团队基于AZD4547与RIPK1的分子对接模型(PDB: 4NEU),发现AZD4547以II型抑制剂模式结合RIPK1的DLG-out构象,占据ATP结合区和变构口袋。通过分析结合位点差异,团队提出三个关键修饰区域:
- 区域I:用苯并吗啉替代乙基,增强与铰链区(Glu93、Met95)的氢键作用。
- 区域II:引入疏水取代基(如2,5-二氟苯基)以填充变构口袋(Met67、Leu129等)。
- 区域III:优化溶剂前沿结构(如二氢哒嗪环)以提高溶解度和选择性。

2. 构效关系(SAR)研究

通过ADP-Glo激酶活性检测和TSZ(TNF-α/BV6/z-VAD-fmk)诱导的HT-29细胞necroptosis模型,团队系统评估了衍生物的活性:
- 区域I优化:苯并吗啉衍生物(14)表现出显著活性(IC50 = 17.9 nM),而吡啶类似物(15)活性下降。
- 区域II优化:2-氟-5-异丙氧基苯基衍生物(26)活性最佳(IC50 = 4.89 nM;EC50 = 1.30 nM)。
- 区域III优化:甲基磺酰苯基(34)和杂环衍生物(40)展现出高活性和选择性。

3. 药代动力学优化

初步筛选后,团队对候选化合物(26、33、40)进行大鼠药代动力学评估。化合物40表现出良好的半衰期(t1/2 = 4.59 h)和口服生物利用度(F% = 25.5%)。进一步通过氘代甲基(CD3)和二氟甲氧基(CHF2)取代(化合物44),显著提升AUC(17660 ng·h/mL)和生物利用度(96%)。

4. 选择性及机制验证

  • 激酶组选择性:化合物44在219种激酶中仅对RIPK1和原肌球蛋白相关激酶(TRKA/B/C)有显著抑制(1 μM浓度下)。
  • 细胞模型:44有效抑制人源U937和小鼠L929细胞的necroptosis(EC50分别为18.1 nM和11.5 nM)。
  • Western blot:44剂量依赖性抑制RIPK1、RIPK3和MLKL的磷酸化,证实其通过阻断RIPK1-RIPK3-MLKL轴发挥作用。

三、主要研究结果

  1. 体外活性:化合物44对RIPK1的IC50为5.33 nM,且在HT-29细胞中EC50为9.98 nM。
  2. 体内疗效
    • SIRS模型:口服44(10 mg/kg)完全阻止TNF-α诱导的小鼠体温下降和死亡。
    • IBD模型:44显著缓解DSS诱导的结肠缩短和炎症浸润(H&E染色证实)。
  3. 药代特性:44在小鼠中表现出高暴露量(AUC = 20074 ng·h/mL)和96%的生物利用度。

四、研究意义与创新点

  1. 科学价值:首次报道基于AZD4547骨架的II型RIPK1抑制剂,填补了变构口袋靶向抑制剂的空白。
  2. 临床应用潜力:化合物44的口服活性和高选择性为IBD、SIRS等炎症性疾病提供了新治疗策略。
  3. 方法学创新:通过氘代和氟化策略优化代谢稳定性,为激酶抑制剂设计提供新思路。

五、研究亮点

  • 高选择性:44对RIPK3无抑制,避免潜在副作用。
  • 跨物种活性:同时有效抑制人和小鼠细胞necroptosis。
  • 结构新颖性:1H-吡唑-3-胺骨架为首次应用于RIPK1抑制剂领域。

六、总结

该研究通过理性设计和多维度优化,开发出化合物44这一具有临床转化潜力的RIPK1抑制剂。其卓越的激酶选择性、体内外活性及药代特性,为炎症性疾病的治疗提供了新的候选药物,并为靶向necroptosis通路的药物研发树立了范例。

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