小分子高通量筛选技术助力抗肿瘤药物的开发

高通量筛选最初是伴随着组合化学而产生的，是化药筛选的一种方式，随着基因组、合成化学的高通量方法的出现，药物筛选者面临着愈来愈多的新靶标或潜在的有效成分，高通量筛选就是在这样的背景下应运而生的。

药物筛选是临床新药开发的必经过程，是现代药物开发流程中检验和获取具有特定生理活性化合物的一个步骤，指通过规范化的实验手段从大量化合物或新化合物中选择对某一特定作用靶点具有较高活性化合物。美迪西生物医药为客户提供涵盖各种靶标和疾病领域的新药研发服务，包括从活性化合物发现, 靶标验证，先导化合物优化到临床前候选药物的选择。

为了更好的阐述小分子高通量筛选策略在抗肿瘤药物开发过程中的应用，下面来看下以下2个案例。

1. 高通量筛选在异柠檬酸脱氢酶突变体1/2上的应用

   

Functions of isocitrate dehydrogenase 1 and its mutants

野生型IDH1以同源二聚体的形式存在，在辅因子NADP+存在时催化异柠檬酸转化为α-酮戊二酸。2008到2009年间，不同的小组分别发现在急性骨髓性白血病AML及胶质母细胞瘤标本中携带有杂合的IDH1基因单个氨基酸突变(R132)。进一步的研究发现，超过75%的某些类型脑部肿瘤以及20%的AML患者都携带有IDH1/2突变，并且该突变也发现于其他一些实体瘤中，诸如软骨肉瘤、胆管癌、结直肠癌和前列腺癌等。该基因的突变导致了酶活力的损失，但美国著名的癌症生物制药企业（Agios）的科学家们证实该突变也会导致一些新的获得性功能。代谢谱研究发现，IDH1野生型的产物α-酮戊二酸(α-HG)可被突变型IDH1转化为2-羟基戊二酸二乙酯(2-HG)，后者可在IDH1/2突变的肿瘤细胞中累积。2-HG通过影响DNA及组蛋白的甲基化过程等在肿瘤发生和生长过程中扮演重要角色。作为一类药物靶点，IDH1/2比较适合于个性化药物治疗方案的应用，并且据预测，特异性的靶向于IDH1/2突变体在临床上会产生较少的副作用，因为当用药物阻断IDH1/2突变体功能时，不会破坏体内其他生化过程的进行。由此，IDH1/2突变体成为小分子抑制剂类药物开发的重要候选靶点。

IDH1/2突变体的作用机制被揭示后，迅速成为各制药公司及学术研究中心开发小分子抑制剂药物的热点领域。考虑到IDH1/2处于三羧酸循环过程中，获得IDH1突变体重组蛋白难度相对较小。困难在于该反应为一个新型的生化反应过程，需要开发出适合于HTS过程的检测方法。2012年Agios报道了第一个IDH1突变体抑制剂AG-5198，该化合物采用重组的IDH1 R132H同源二聚体分子开展生化活性高通量筛选而得(细胞中该蛋白最常见的形式为形成野生型/突变体的异源二聚体)，具体过程采用了NADPH相关的偶联酶体系。通过生化检测来评估对野生型IDH1的选择性，以及采用基于细胞的检测手段来监控2-HG水平的降低，最终苗头化合物优化成为先导化合物AG-5198。该化合物可以影响携带有IDH1突变体的胶质母细胞瘤生长，并促进其分化，进一步确认了药物的靶点相关性。类似的药物化学策略及筛选方