Kojin完成6000万美元A轮，GPX4抑制剂的进阶之旅

背景：2021年6月9日，美国开发新型靶向疗法的领先公司KojinTherapeutics宣布完成A轮融资。位于美国麻省波士顿的的KojinTherapeutics是由美国哈佛-麻省理工的博德研究所创办人StuartSchreiber教授等顶尖科学家所创立的企业。基于铁死亡（Ferroptosis）的专有药物发现方法，Kojin Therapeutics对于许多难以治愈的疾病，包括本身具有抗药性的癌症，选择性地提供有效治疗方案，目的是把患病细胞转化成对铁死亡敏感的状态。——来源《凯辉通讯》

2017年，Kojin Therapeutics创始人Stuart L.Schreiber教授参与发表在Nature的文章“Drug-tolerant persister cancer cells are vulnerable to GPX4 inhibition”报道了GPX4 功能的丧失导致体外persister cell细胞选择性铁死亡，并防止小鼠肿瘤复发。这些发现表明，靶向GPX4 可能是一种预防获得性耐药性的治疗策略。

图1 抑制GPX4抑制耐药癌症持留细胞

尽管GPX4看上去很有潜力，然而，GPX4难以用小分子抑制，因为GPX4蛋白很小，活性位点平坦（相对于很多成药靶标），且缺乏好的别构位点。具有细胞活性的GPX4 抑制剂，主要是与GPX4 46位的硒代半胱氨酸残基发生共价反应（图2）。

图2. GPX4共价抑制剂

前三个，不可逆共价抑制剂，选择性差，毒性大。ML210和Diacylfuroxan，共价反应基团被封闭，细胞内活化后，共价反应，选择性很高。

突破性进展，发生在2018年，依然是Stuart L.Schreiber教授组，率先在BiorRiv公开了封闭共价反应基团的GPX4抑制剂ML210，ML210经过细胞内代谢活化，高选择性与GPX4发生共价反应，抑制GPX4酶活（文章2020年正式发表在Nature Chem Biol）。并在2019年，JACS期刊发表了他们组另一个封闭反应基团的分子骨架Diacylfuroxan（图2）。封闭共价位点的硝基异噁唑类化合物活化共价作用机制如图3。

图3. 封闭共价位点的ML210细胞内活化共价机制

然而，早在2012年，Stuart L.Schreiber教授组，通过表型筛选，便筛到了RAS突变细胞致死的小分子硝基异噁唑类化合物2a（图2）,并进行了简单的构效关系分析，得到活性达71 nM的ML210（图4，2y），在RAS突变与非突变的细胞系中，选择性仅为3.9倍。后来发现才发现ML210共价作用于GPX4（本文前半部分）。

图4，表型筛选，SAR分析硝基异噁唑衍生物抗RAS突变细胞增殖

总结，Stuart L.Schreiber教授组近10年，通过表型筛选，基于分子的构效关系分析，靶标验证等，获得了高活性，高选择性的GPX4抑制剂，能够杀死RAS突变的细胞系，促进癌细胞的铁死亡，对耐药的肿瘤persister cell细胞有很好的杀伤作用，有望解决肿瘤耐药问题。而GPX4是维持细胞内氧化还原稳态的重要靶标，最好的分子，ML210的选择性也不高，成药性有待更多实验数据分析，抑制GPX4作为抗肿瘤策略，还有很长的路要走。正如Kojin Therapeutics披露的那样，尽管2018年就报道了高活性高靶标选择性GPX4抑制剂ML210，其近期并没有推向临床的计划，预计3-4年进入临床，期待GPX4抑制剂的临床信息！

参考文献：

Bioorg Med Chem Lett. 2012 Feb 15;22(4):1822-6.
Nat Chem Biol . 2020 May;16(5):497-506.
Nat Chem Biol. 2020 May;16(5):482-483.
J Am Chem Soc. 2019 Dec 26;141(51):20407-20415.
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/376764v3

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GPX4抑制剂，诱细胞铁死亡，是上述抗肿瘤策略在急性损伤、炎症反应，上调GPX4活性，则可以抑制铁死亡，消除炎症等效果，笔者所在课题组，长期发展酶别构调控计算方法，首次理性设计了GPX4别构激活剂，在细胞水平具有挽救铁死亡，人全血模型上消除炎症，酵母模型延长酵母寿命的效果。部分成果如下：

Activation of Glutathione Peroxidase 4 as a Novel Anti-inflammatory Strategy. FrontPharmacol. 2018 Oct 3;9:1120. doi: 10.3389/fphar.2018.01120.
Novel Allosteric Activators for Ferroptosis Regulator Glutathione Peroxidase 4. J Med Chem. 2019 Jan 10;62(1):266-275. doi: 10.1021/acs.jmedchem.8b00315.

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