长期以来,人们一直在研究新陈代谢在致癌过程中的作用。Warburg等人观察发现,无论是否有氧气存在,癌细胞都是通过将葡萄糖代谢成乳酸来产生能量。他在近100年前就预测到了癌细胞与非癌细胞之间的代谢差异,并在近年来,代谢差异已被人们确定为在致癌过程中发挥重要作用,可作为潜在的治疗靶点。作为三羧酸循环的主要酶之一,异柠檬酸脱氢酶(IDH)的突变对细胞代谢造成显著的影响。IDH1基因的突变已在许多恶性肿瘤中被发现,IDH蛋白的改变和由于突变产生的异常的2-羟戊二酸(2-HG)活性是不同恶性肿瘤发生的新途径,与多种紊乱的生物学过程相关,在肿瘤发生中发挥重要作用,已成为一个重要的治疗靶点。在本篇文章中,我们首先建立了靶向IDH1突变体蛋白的基于NADPH的高通量筛选平台,并且优化了其反应温度、金属离子浓度等理化条件,通过测定Z factor值和阳性化合物AGI-5198的IC50曲线,确证该方法的稳定性和可靠性,可用于发现靶向IDH1突变体的小分子抑制剂;其次,通过该筛选方法,对含有2,5000个不同结构化合物的化合物库进行大规模的初步筛选,并挑选出其中具有浓度依赖抑制活性和对野生型IDH1有选择性的化合物,最终确定DC_H31为靶向IDH突变体的苗头化合物;随后通过蛋白质热迁移实验和表面等离子共振实验,发现DC_H31可结合到IDH1-R132H和IDH1-R132C上,增加突变体蛋白的热稳定性,分别使IDH1-R132H和IDH1-R132C溶解温度增加+2.7℃和+2.0℃,且平衡解离常数KD值分别为3.8μmol/L和0.72μmol/L,确证其分子层面的发挥抑制活性的靶向性;通过分子对接实验,预测DC_H31结合IDH1突变体的两单体的界面,以变构的方式发挥抑制活性,并对DC_H31的化学结构进行改造,分析其构效关系,探究影响抑制活性的核心骨架;在细胞水平上,发现化合物DC_H31可抑制HT1080细胞中挚爱代谢产物的产生,并抑制HT1080细胞的增殖,但对U87-MG细胞只有微弱的影响。此外,该化合物可抑制SOX2基因的转录,上调GFAP基因的表达水平,同时诱导GFAP蛋白表达增加,验证了其诱导分化的能力。本文章发现了IDH1突变体的新型小分子抑制剂,值得进一步药物化学结构优化,成为治疗携带IDH1突变的胶质瘤的候选药物,并作为小分子探针研究IDH1突变在癌症发生和发展中的作用机制。