中山大学药学院王红胜/罗海彬/吴一诺团队《J. Med. Chem》：发现m6A去甲基化酶ALKBH5高效小分子抑制剂

BioMed科技 · 公众号 · · 2025-02-11 20:26

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mRNA上存在多种化学修饰，其中N6-甲基腺苷 (N ⁶ -methyladenosine, m ⁶ A) 是mRNA上丰度最高的甲基化修饰。它在前体mRNA剪切、mRNA的稳定性、蛋白质翻译等生物学过程中发挥关键的调控作用，从而改变细胞的生物学功能，进而影响癌症的发生发展过程。alkB同源酶5 (alkB homolog 5, ALKBH5) 是m ⁶ A去甲基化酶之一，通过降低m ⁶ A修饰的水平，在三阴性乳腺癌 (triple negative breast cancer, TNBC) 等多种癌症中发挥着致癌基因的作用。目前针对ALKBH5开发的抑制剂数量较少，且多数研究不够深入，未对其抗肿瘤作用进行系统验证。因此，仍需要开发新型ALKBH5小分子抑制剂，并系统性证明其具有抗肿瘤作用，为干预m ⁶ A修饰水平及肿瘤进展提供有力的化学工具。

近日， 中山大学药学院王红胜 课题组与 罗海彬、吴一诺 课题组合作，在 RNA 去甲基化酶ALKBH5小分子抑制剂研究中取得新进展，相关研究成果以Discovery of a Novel Selective and Cell-Active N6-Methyladenosine RNA Demethylase ALKBH5 Inhibitor为题发表在国际知名期刊 Journal of Medicinal Chemistry 。

本研究利用虚拟筛选得到了35个ALKBH5抑制剂候选化合物，其中化合物AG-690/34437009对ALKBH5具有明显抑制作用。通过对其进行结构优化，得到了一种更有效的ALKBH5选择性抑制剂，化合物W23-1006，其对ALKBH5的IC ₅₀ 值降至3.848 μM，且对ALKBH5同家族的肥胖相关蛋白 (fat mass and obesity-associated protein, FTO) 和alkB同源酶3 (alkB homolog 3, ALKBH3) 蛋白的抑制作用分别强约30倍和8倍，说明该抑制剂具有良好的选择性。此外，该研究还证明了 W23-1006 是ALKBH5共价抑制剂，其可与ALKBH5 Cys200残基形成共价键。

细胞实验结果显示， W23-1006 能有效抑制TNBC细胞的增殖和迁移能力。针对其作用机制的研究结果表明， W23-1006 能显著提高表皮-间充质转化 (epithelial mesenchymal transition, EMT) 过程中关键基因纤连蛋白1 (fibronectin 1, FN1) mRNA上的m ⁶ A水平，从而招募含有YTH结构域的m ⁶ A结合蛋白F2 (YTHDF2)，降低 FN1 mRNA的稳定性，进而降低FN1蛋白的表达水平，有效抑制TNBC细胞的迁移能力。动物实验结果说明， W23-1006 在体内亦能够明显抑制TNBC肿瘤的生长和肺转移能力，同时对小鼠重要脏器无明显毒副作用。

综上所述，该研究开发的选择性ALKBH5共价小分子抑制剂 W23-1006 为探究m ⁶ A修饰和ALKBH5在肿瘤中的作用提供了有力的化学工具，并为TNBC等癌症提供了潜在的药物候选化合物。上述研究工作获得国家重点研发计划青年项目、广东省自然科学基金卓越青年团队、国家自然科学基金、广东省科技计划等多项基金的资助。