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人体成纤维细胞生长因子受体受体(FGFRs)在诸多人类癌症起到关键作用,且目前已经有好几个FGFR抑制剂进入临床研究。耐药性通常是由于激酶突变后不再受药物作用的影响,或者是由代偿信号通路的上调所引起。通过临床上对胚胎性横纹肌肉瘤和乳腺神经内分泌癌中FGFR4(FGFR的一个亚型)的研究证实,FGFR抑制剂的耐药性主要是FGFR受体门卫残基的突变所致。在论文中,作者使用基于结构的药物设计方法开发了两个(FIIN-2和FIIN-3)具有选择性的第二代FGFR共价抑制剂。
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FIIN-2和FIIN-3是第一类能够有效地抑制由FGFR1或FGFR2激酶门卫残基突变而引起的细胞增殖,正式这些突变使得第一类FGFR抑制剂如NVP-BGJ398和AZD4547等产生耐药性。由于其活性取代基丙烯酰胺的构象柔性,因而能够同时共价地结合表皮生长因子受体(EGFR)和FGFR的两个不同半胱氨酸,从而使得FIIN-3对表皮生长因子受体(EGFR)和FGFR产生强大的抑制活性,这主要是分别通过共价地靶向EGFR和FGFR的半胱氨酸残基发挥作用。作者解析了FIIN-2与FGFR4的共结晶结构,意外地发现FIIN-2是以共价键的形式结合到FGFR4的“DFG-out”模式。FIIN-3与FGFR和EGFR双重结合的结构基础也通过FINN-3与FGFR4 V550L(FGFR4突变型)和EGFR L858R(EGFR突变型)晶体结构的方式展示出来。除此之外,该研究还获得了第一类能够靶向ATP结合口袋中不同位点的半胱氨酸的共价抑制剂。这项研究结果对于设计FGFR共价抑制剂有着重大的意义,这将为临床上克服耐药性提供一些新的思路。