IDH1是异柠檬酸脱氢酶(IDH)家族中的一个亚型。它在三羧酸循环中发挥着重要作用，能够参与催化异柠檬酸转化为α-酮戊二酸(α-KG)的反应。然而，当IDH1发生突变后，则不能发挥此种催化作用，但能够将α-KG还原为2-羟基戊二酸(2-HG)，而2-HG在细胞中的积累会抑制细胞分化并最终促使正常细胞向肿瘤化方向发展。mutIDH1致癌机制的发现，引起众多靶向药物研究者的注意。第一个通过高通量筛选发现的高效IDH1抑制剂为Agios公司研发AGI-5198，但由于该化合物代谢稳定性较差，故未能进一步应用到临床治疗中。随后该公司以AGI-5198的化学结构为基础推出了Ivosidenib(AG-120)，于2018年7月被FDA批准上市。伴随着不同mutIDH1抑制剂的持续研发，它们在临床研究中的缺陷和不足也逐步显现出来，其中最严重的问题是耐药现象和脱靶效应对患者的影响。
　　蛋白水解靶向嵌合体(Proteolysis targeting chimeras, PROTACs)是一种双功能小分子。由靶蛋白配体(target protein ligands)，E3泛素连接酶的配体(E3 ligand)以及连接体(linker)三部分组成。在人体中发挥作用时，PROTACs会与靶蛋白及E3泛素连接酶形成三元复合物(target proteins-PROTACs-E3)，而后诱导靶蛋白通过“泛素-蛋白酶体系”降解。目前PROTACs的研究涉及的靶点包括性激素受体(AR, ER)、Tau蛋白以及癌细胞相关激酶类等等，涉及到的疾病类型包括癌症及神经退行性疾病等等。目前已有两个口服PROTACs进入临床研究阶段，用于治疗前列腺癌和乳腺癌。虽然PROTACs主流研究所针对的靶蛋白还未涉及到mutIDH系列，但是mutIDH1靶向的小分子抑制剂的研究取得的大量阶段性成果已经满足了PROTACs引入的需要。特异性强，靶向性好的mutIDH1小分子抑制剂层出不穷，也为该领域PROTACs技术的发展奠定了基础。
　　鉴于上述原因，为提高mutIDH1靶向药物的特异性和效果，本文通过对大量文献的研究，本文提出两种解决方案：1.继续挖掘新型mutIDH1靶向抑制剂。有研究者通过虚拟筛选技术发现，Clomifene对IDH1-R132H具有较好的抑制能力，并且可以通过剂量依赖的方式选择性抑制突变酶的活性，从而减少2-羟基戊二酸在细胞内的积累，降低了正常细胞肿瘤化的几率。研究结果表明Clomifene有成为一种安全有效的mutIDH1抑制剂的临床潜力。本文将通过骨架跃迁等方式改造Clomifene的结构，引入不同活性基团阻断目标化合物对性激素的影响，进一步提升对mutIDH1的抑制活性2.将PROTACs的新型治疗策略引入到mutIDH1靶向药物的研发中。PROTACs可以靶向降解目标蛋白，在一定程度上缓解小分子抑制剂在应用中出现的耐药与脱靶现象，为mutIDH1靶向药物的研发提供新思路。基于以上两个解决方案，本次课题研究的工作如下：
　　本文以先导化合物Clomifene(IC50=50μM)为结构基础，通过分析该化合物与AGI-5198，AG-120等高效抑制剂的化学结构，应用电子等排体、骨架跃迁等有效实际的化学手段，设计、合成了4类共43个Clomifene衍生化合物及中间体。以IDH1-R132H为靶蛋白，对这些化合物的活性进行初步筛选。筛选结果表明，40%(17种)的目标化合物表现出的抑制活性较Clomifene高，化合物8抑制活性最为突出，在初步筛选中表现出的抑制能力约为阳性对照物Clomifene的3倍。以上初步筛选结果表明Clomifene衍生化合物在mutIDH1抑制剂的研发方面有较大的临床潜力，但也存在着衍生化合物整体抑制活性与AG-120等高效抑制剂抑制能力差距较大的问题，对于目标化合物8有必要通过进一步的结构优化来提升抑制能力。在PROTACs部分，通过对已知小分子抑制剂以及E3泛素连接酶配体的仔细筛选，最终确定以AGI-5198及上市药物AG-120的中间体及衍生化合物作为靶蛋白mutIDH1的配体，以pomalidomide(泊马度胺)作为CRBNE3泛素连接酶配体，通过药物化学手段设计，合成了4种不同链长及组成结构(烷基链或PEGs链)的PROTACs小分子，并初步建立了由pomalidomide与不同linker组成的二元复合物化学工具箱。该工具箱的建立可以为之后PROTACs的化学合成提供便利。对以上部分配体及PROTACs分子进行活性筛选后发现靶蛋白配体1(48)与IP-01(66)(IC50分别为28.99±0.1μM与34.47±0.1μM)虽表现出较强的抑制活性但与设计初衷的纳摩尔级抑制能力仍有差距。。
　　以上抑制剂部分研究内容为接下来Clomifene衍生化合物在mutIDH1抑制剂方面的持续开展打下了坚实的基础，并为该系列新型抑制剂的研发提供了结构优化依据。PROTACs部分的研究内容则为接下来已合成的PROTACs分子以及靶蛋白配体的结构改造提供了优化依据；为不同PROTACs分子的设计及合成提供了便利；为体外靶蛋白亲和力实验以及体内靶蛋白降解实验的开展打下了坚实的基础。总而言之，本文认为PROTACs药物的研发应该与小分子抑制剂应相辅相成，并与时俱进，最终为mutIDH1相关肿瘤患者提供更完善的药物治疗方案。