作者: Cruz, Kercia Pinheiro ; Amorim, Marina Faillace De ; Silveira, Igor Rolemberg Gueudeville ; Pinho, Alan Gualberto De Souza De Freitas De ; Sampaio Tavares Veras, Patricia ; Formiga, Fabio Rocha ; Rodrigues Marcelino, Henrique ; Motte, Deborah Bittencourt ; Souza, Jade Liz Ferreira Mendes ; de Menezes, Juliana Perrone Bezerra ; Oliveira, Izabella Gouveia ; Lima, Isadora dos Santos ; Cordeiro, Ana Luiza de Jesus ; dos Santos, Washington Luis Conrado ; Silveira, Mariana Rolemberg Gueudeville ; Froes, Thamires Quadros ; Brodskyn, Claudia Ida

Cutaneous leishmaniasis (CL) is a neglected tropical disease for which safer and more effective therapeutic options are urgently needed. Heat shock protein 90 (Hsp90) inhibitors have emerged as promising antileishmanial agents. Among geldanamycin derivatives, 17-dimethylaminoethylamino-17-demethoxygeldanamycin (17-DMAG) has previously demonstrated potent activity against Leishmania braziliensis. Here, we evaluated the therapeutic potential of a topical 17-DMAG formulation for CL. The compound exhibited low cytotoxicity toward human keratinocytes (HaCaT) and THP-1 macrophages cell-lines. A carboxymethylcellulose (CMC) hydrogel containing 17-DMAG showed physicochemical stability for up to 90 days at 4 and 25 °C, with diffusion-controlled drug release. In BALB/c mice infected with L. braziliensis, topical treatment induced mild and transient local inflammation, without systemic toxicity. Notably, the 0.10 mg/g formulation reduced lesion size by up to 47% and achieved 80% complete healing by week 3. These findings support topical 17-DMAG formulation as a safe, effective, and noninvasive therapeutic approach for experimental CL.

2026-05-01·Acta Pharmaceutica Sinica B

Reblastatin as a neuroprotective agent in temporal lobe epilepsy and excitotoxic conditions of Alzheimer's disease and Parkinson's disease

Article

作者: Yu, Xiaolin ; Li, Yunfeng ; Yu, Xiaoming ; Qiao, Qi ; Xu, Qi ; Sha, Longze ; Zhang, Xiuneng

Previous studies have shown that heat shock protein 90 (Hsp90) inhibitors can reduce seizures in temporal lobe epilepsy (TLE) by upregulating excitatory amino acid transporter 2 (EAAT2, also known as GLT-1). While the Hsp90 inhibitor 17-AAG is effective, its long-term use raises toxicity concerns. This study aimed to identify a safer Hsp90 inhibitor by screening benzenoid ansamycin derivatives for higher binding affinity and lower toxicity. Among nine natural benzenoid ansamycins and their derivatives screened, reblastatin emerged as the top candidate, exhibiting the highest binding affinity to Hsp90. Compared to geldanamycin and 17-AAG, reblastatin demonstrated significantly lower cytotoxicity in HEK293 and HepG2 cells. Like 17-AAG, reblastatin upregulated EAAT2 levels by disrupting the association among Hsp90, EAAT2, and the 20S proteasome. In a kainic acid-induced TLE mouse model, reblastatin reduced seizure frequency by 50%, with long-term treatment showing toxicity comparable to vehicle controls. Additionally, behavioral tests revealed neuroprotective effects of reblastatin in mouse models of Alzheimer's disease and Parkinson's disease. These findings collectively suggest that reblastatin is a promising Hsp90 inhibitor for treating TLE and excitotoxic conditions associated with neurodegenerative diseases.

2026-03-01·Advanced Healthcare Materials

Peptomer Linkers Enable Kinetic Control over Co‐Delivery of Multiple Chemotherapeutics

Article

作者: Austin, Mariah J. ; Hallam, Samuel L. ; Watkins, Carolyn M. ; Rosales, Adrianne M.

ABSTRACT:

Combination cancer therapies offer to minimize toxicity and alleviate patient burden, but a key challenge is independent control over the release of multiple therapeutics, especially in systems with chemotherapeutic drugs of similar size and structure. Due to MMP upregulation in cancer microenvironments, matrix metalloproteinase (MMP)‐degradable linkers are often exploited for targeted release; however, their short substrates exhibit overlap with multiple proteases, which confounds kinetic control. Here, a library of MMP‐responsive “peptomer” drug linkers was developed to control release on fast and slow timescales. Peptomers are hybrid molecules of peptides and non‐natural peptoids (N‐substituted glycines), which hinder proteolytic susceptibility. Systematic variation of peptoid substitutions within a pan‐MMP‐cleavable peptide sequence yielded distinct degradation kinetics to multiple MMPs. Two chemotherapeutics, doxorubicin and geldanamycin, were conjugated to peptomer linkers and incorporated into polyethylene glycol (PEG)‐based hydrogels for sequential delivery. Fluorogenic and mass spectrometry‐based assays demonstrated decoupled release of each drug in response to MMP‐2 and MMP‐9. In vitro studies using MDA‐MB‐231 and A549 cells showed that cell death rates correlated with the order of drug release. These findings highlight peptomers as modular, biocompatible linkers capable of kinetic control over multiple therapeutic agents, providing a versatile platform for improving the precision of combination drug delivery systems.

项与格尔德霉素相关的新闻（医药）

2026-08-11

·药学进展

独家原创 | 逆转肿瘤治疗耐药——基于热休克蛋白 90 视角的机制与药物研发前沿

“ 点击蓝字关注我们逆转肿瘤治疗耐药——基于热休克蛋白90视角的机制与药物研发前沿 PPS 曹宇昊，孙善亮，顾春艳*，杨烨** （南京中医药大学医学院，江苏南京 210023）杨烨博士，教授，博士生导师，现任南京中医药大学科技处处长。先后入选江苏省特聘教授、国家级青年人才项目、江苏省“双创团队”领军人才、江苏省“333工程”第二层次培养对象、江苏省“双创人才”、江苏省“六大人才高峰”A类高层次人才培养对象、南京中医药大学A类特聘教授。荣获江苏省杰出青年基金和第十五届江苏省青年科技奖暨“十大青年科技之星”等人才类项目称号。兼任中国药理学会生化与分子药理学专委员会副秘书长、中国药理学会生化与分子药理学专委员会青年副主任委员、中国抗癌协会中西医整合肿瘤专业委员会常务理事、中国老年学和老年医学学会老年病学分会血液学专家委员副主任委员等。从事多发性骨髓瘤靶标发现与干预研究，研究成果发表在Cancer Cell，Mol Cancer，Blood，STTT，Leukemia，Cancer Res等国际知名期刊上。主持国家自然科学基金项目（含重大专项项目）、国家重点研发计划子课题等国家、省部级项目20余项。迄今，共发表SCI科研论文100余篇，总影响因子近600，获得国家发明专利授权9项。顾春艳博士，教授，博士生导师，南京中医药大学病理学与病理生理学系主任。美国犹他大学医学院、爱荷华大学医学院博士后；江苏省“六大人才高峰”创新团队带头人；江苏省优秀青年科学基金获得者；江苏省“333高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人；江苏省“双创计划”团队项目核心成员等。担任STTT，Mol Cancer，APSB，Adv Sci，Br J of Pharmacol等学术杂志审稿人。主要从事恶性肿瘤的发病机制与药物靶点发现研究，主持国家自然科学基金项目6项、江苏省“六大人才高峰”创新团队项目1项、江苏省自然科学基金项目2项、山东省自然科学基金创新发展联合基金1项、江苏省方剂高技术研究重点实验室重点项目1项，参与江苏省“双创计划”团队项目1项；发表SCI论文逾50篇，累计影响因子逾500；获得国家发明专利授权8项；获得2023年江苏省高等学校科学技术研究成果一等奖及2024年南京中医药科学技术奖一等奖；获得江苏省研究生教育改革成果优秀奖等。 [摘要] 肿瘤治疗耐药性已成为当前临床面临的主要挑战，约 90% 的癌症相关死亡与其密切相关。热休克蛋白 90（heat shock protein 90, HSP90）作为分子伴侣系统的核心组分，通过稳定多种致癌客户蛋白、激活代偿信号通路、促进 DNA 修复、调控肿瘤免疫及代谢重编程等多重机制，成为介导肿瘤耐药的关键分子。系统综述 HSP90 在肿瘤耐药中的作用机制，并深入探讨靶向 HSP90 的药物研发策略与前沿进展，涵盖传统 N 端 ATP 竞争性抑制剂、C 端抑制剂、亚型选择性抑制剂、双靶点抑制剂，以及诸如靶向 HSP90-共伴侣蛋白相互作用、分子伴侣保留效应药物缀合物和分子伴侣介导的蛋白降解剂等新兴策略，旨在为克服肿瘤治疗耐药提供新的理论依据和策略方向。近年来，肿瘤治疗在化疗、靶向治疗及免疫治疗领域取得长足进步，2001 年伊马替尼（imatinib）的上市标志着全球肿瘤治疗迈入“靶向时代”[1-2]。截至目前，全球获批小分子抗肿瘤靶向药物总数逾400 种，其中激酶抑制剂超 100 种；该类药物可通过精准阻断致癌信号通路，显著提升患者生存率[3-4]。然而，靶向治疗取得显著成果的同时，仍面临一个严峻挑战：肿瘤细胞耐药性。约 90% 的癌症死亡与之相关，根据耐药产生的原因可划分为原发性耐药和继发性耐药，其机制涵盖药物递送屏障、肿瘤干细胞（cancer stem cell，CSC）、上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、肿瘤异质性、肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）、基因突变及基因表达改变[5]等多个层面。 “免疫时代”的到来彻底革新了肿瘤治疗格局。2017 年，全球首款嵌合抗原受体 T 细胞免疫疗法（chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy，CAR-T）产品 Kymriah （tisagenlecleucel）获美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准上市，使复发或难治性 B 细胞急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）完全缓解率突破 80%[6]；免疫检查点阻断疗法（immune checkpoint blockade，ICB）更将晚期黑色素瘤的 5 年生存率从 5% 提升至 40%[7]，部分患者甚至实现了长期生存。然而，免疫治疗同样深陷耐药困境：对胰腺癌等“冷肿瘤”的有效率不足 3%，且高达 70% 的响应者会在 1 ~ 2 年内复发[8-9]。TME中复杂的免疫抑制屏障以及“假进展”现象，大大加剧了治疗难度[10]。在此背景下，热休克蛋白 90（heat shock protein90，HSP90）作为肿瘤耐药的“关键枢纽”日益成为研究焦点。HSP90 通过稳定致癌客户蛋白或激活代偿通路驱动肿瘤恶性进展与治疗抵抗，堪称癌细胞中的“分子保镖”。此外，HSP90 还通过削弱抗肿瘤免疫、干扰肿瘤代谢微环境、参与分子伴侣协同作用等方式导致抗肿瘤治疗失败。因此，靶向 HSP90 不仅能同时降解多个致癌客户蛋白，更能切断肿瘤耐药的多层次网络，为逆转耐药开拓新思路[11]。本文从 HSP90的视角揭示其与肿瘤耐药的关联，并重点介绍药物研发前沿，为抗肿瘤治疗和克服耐药提供新策略。 1 HSP90 结构与功能 HSP90 是一种高度保守的分子伴侣蛋白，在维持细胞蛋白质稳态中扮演着核心角色。它通过动态构象变化调控客户蛋白的折叠、稳定性和功能活性，构成高效的“分子伴侣机器”。在应激条件下（如热休克、氧化损伤等），HSP90 表达水平显著上调，通过稳定关键信号蛋白（如激酶、转录因子）保护细胞免受应激损伤[12]。在哺乳动物中，HSP90 包含 4 种亚型：胞质型HSP90α 与 HSP90β、内质网定位的葡萄糖调节蛋白 94（glucose-regulated protein 94，GRP94）及线粒体型肿瘤坏死因子受体相关蛋白 1 （tumor necrosis factorreceptor-associated protein 1，TRAP1）（见图 1A）。HSP90 以同源二聚体形式发挥作用，每个单体包含 3个功能域。其中，N 端结构域（N-terminal domain，NTD）作为腺嘌呤核苷三磷酸（adenosinetriphosphate，ATP）结合位点，为客户蛋白折叠与运输提供能量；中间结构域（middle domain，MD）经由带电连接子与 NTD 相连，是客户蛋白结合区，参与底物识别与构象调控；C 端结构域（C-terminal domain，CTD）作为二聚化关键区域，其末端的 MEEVD 基序负责介导与含 TPR 结构域的共伴侣蛋白结合（见图1B）。HSP90 的异常表达与肿瘤、神经退行性疾病等多种病理过程密切相关，已成为抗肿瘤药物研发的重要靶点。然而，近年研究发现，HSP90 本身是肿瘤耐药网络的关键枢纽，多项临床研究证实 HSP90 抑制剂的联合使用在多癌种治疗中可显著延缓耐药性产生。 2 HSP90 与肿瘤耐药癌细胞为应对恶劣的 TME，常过度表达 HSP90（约占胞内蛋白总量的 4% ~ 6%），其功能不仅限于压力保护，更通过维持突变致癌蛋白的稳定性、激活代偿通路、促进 DNA 修复、调控肿瘤免疫和代谢以维持恶性表型与药物抵抗。值得注意的是，HSP90 的客户蛋白覆盖激酶、转录因子、信号转导蛋白、表观遗传调控蛋白、细胞周期蛋白等关键致癌节点，这些蛋白共同构成一个动态的“生存网络”，使癌细胞能够快速适应治疗压力，介导耐药逃逸。 2.1 稳定致癌蛋白多项研究表明，致癌蛋白通过多种形式的突变获得靶向治疗抵抗能力，而 HSP90 通过与突变体结合协助癌蛋白维持正确折叠与稳定。该过程使癌蛋白逃逸蛋白酶体途径的降解，进而引发肿瘤进展与耐药性。临床前研究表明，在非小细胞肺癌（non-smallcell lung cancer，NSCLC）中，表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）20 号外显子插入突变（EGFR ex20ins）约占 EGFR 突变非小细胞肺癌的 12%。该突变位于 EGFR 酪氨酸激酶结构域，致使患者对第一、二代 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-tyrosine kinase inhibitor， EGFR-TKI）不敏感，缓解率较低，通常不大于 9%[13]。HSP90与 EGFR 第 20 号外显子突变蛋白发生相互作用，辅助其正确折叠形成具有功能的三级结构，从而加剧肿瘤耐药性。 2.2 激活代偿信号通路在肿瘤治疗过程中，当原有靶向药或化疗药阻断特定信号通路时，HSP90 通过稳定并激活替代性的生存与增殖信号通路，使肿瘤细胞得以适应治疗压力，最终导致治疗耐药。研究表明，前列腺癌（prostate cancer，PCa）的主要疗法，如靶向雄激素受体（androgenreceptor，AR）的疗法虽在初期可有效控制疾病，但 HSP90 通过稳定 AR 变异体并激活旁路信号通路，最终导致治疗失效[14]。在磷酸酶与张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）缺失的 PCa 中，HSP90 通过稳定磷脂酰肌醇 3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）和蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，又称 AKT），持续驱动PI3K/AKT 信号通路信号轴活化，提供关键的替代生存信号；活化态 AKT 进一步磷酸化 AR，增强其转录活性，形成正反馈循环[15]。鼠类肉瘤病毒癌基因同源物 B （Kirsten ratsarcoma viral oncogene homolog B，KRAS）一直以来被认为是不可成药的靶点，近年来因索托拉西布和阿达格拉西布等抑制剂的成功应用而取得突破，但在 NSCLC 中仍面临严峻的耐药挑战[16-18]。研究发现，KRASG12C被抑制后，HSP90 客户蛋白在耐药细胞中呈现全局性富集。它们通过维持表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor， EGFR）家族及间质上皮转化因子（mesenchymal-epithelialtransition factor，MET）原癌基因编码的受体酪氨酸激酶的活性，驱动下游非 RAS 依赖性信号通路，导致细胞外信号调节激酶（extracellular signalregulated kinase，ERK）信号通路在 12 ~ 24 h 内快速重激活[19]；同时，HSP90 支持的 TME 及 E2 启动子结合因子 (E2 promoter binding factor，E2F) /骨髓细胞瘤癌基因蛋白（myelocytomatosis oncogene，MYC）等通路进一步构成生存冗余，促使肿瘤细胞逃逸 KRAS 抑制[20]。 2.3 促进 DNA 修复与化疗抵抗 HSP90 通过稳定 DNA 修复关键蛋白、调控细胞周期检查点及损伤应答，构成肿瘤细胞抵抗化疗与放疗的重要机制。多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶[poly(ADP-ribose)polymerase，PARP]抑制剂是一类基于“合成致死”原理的重要靶向抗肿瘤药物，其作用依赖于肿瘤细胞自身存在的同源重组（homologous recombination，HR）修复缺陷，例如乳腺癌易感基因 1（breast cancer susceptibility gene 1，BRCA1）/BRCA2 基因突变导致的功能丧失。然而，在多数 HR 功能完整的卵巢癌中，肿瘤细胞因具备有效的 HR 修复能力而对 PARP 抑制剂天然不敏感，这严重限制了该类药物的临床应用。为克服这一局限，靶向 HSP90 成为一种极具前景的联合治疗策略。HSP90 通过稳定多种 DNA 损伤修复关键蛋白[包括 BRCA1/2、DNA 修复重组酶RAD51 及减数分裂重组蛋白 11 （meiotic recombination 11 homolog，MRE11）]，在维持 HR 修复功能及介导放化疗抵抗中发挥核心作用。使用HSP90 抑制剂（如 STA-9090）可诱导这些客户蛋白发生剂量和时间依赖性降解，从而功能性破坏 HR修复通路，模拟“合成致死”所需的 BRCA 缺陷状态。 2.4 调控肿瘤免疫程序性死亡受体-1（programmed death-1，PD-1）/ 程序性死亡配体 1（programmed death-ligand 1，PD-L1）通路在癌症免疫疗法中的变革性成功重塑了癌症治疗格局。然而，仅少数实体瘤患者及部分血液恶性肿瘤患者对抗 PD-1 疗法产生响应，其耐药性与 TME 密切相关[21]。其中，调节性T细胞（regulatory T Cell，Treg）通过抑制多种抗肿瘤免疫反应介导 PD-1 阻断疗法耐药，在癌症免疫中发挥关键作用。研究表明，HSP90 通过降低肿瘤细胞表面 PD-L1 表达，同时维持 Treg 细胞的存活与功能，从而介导免疫逃逸。 HSP90 抑制剂匹米替比（pimitespib）可选择性降解信号转导与转录激活因子 5 （signal transducer and activator of transcription 5，STAT5），损害转录调控因子叉头框蛋白 P3（forkhead box P3，FOXP3）表达，进而削弱 Treg 细胞在 TME 中的免疫抑制功能[22]。EPOC1704 临床试验证实 pimitespib 在动物模型和胃癌患者中均能选择性减少 Treg 细胞数量，从而增强抗原特异性 CD8+T 细胞的启动[23]与活化。此外，HSP90 还促进单核细胞向肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages，TAMs）分化，这类巨噬细胞是免疫抑制性细胞因子白细胞介素-10 （interleukin-10，IL10）的重要分泌源，而 IL-10 可显著削弱机体抗肿瘤免疫应答[24]。 2.5 重编程肿瘤代谢癌细胞固有的代谢异常，即瓦尔堡效应（Warburg effect），表现为即便在富氧环境中仍优先进行糖酵解，这种独特的代谢模式为癌细胞快速增殖及适应缺氧、营养匮乏等应激环境奠定了基础。在头颈部鳞状细胞癌（head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC）中，放射治疗作为标准疗法常受制于肿瘤细胞产生的放射抵抗性[25]。研究揭示，放射治疗本身可重塑癌细胞代谢谱，调控葡萄糖摄取利用及关键代谢物水平，而 HSP90 的活性深度参与这一过程[26]。 HSP90 抑制剂加纳他匹布（ganetespib）能同时靶向抑制糖酵解通路中的 2 个关键酶—丙酮酸激酶 M2 （pyruvate kinase M2，PKM2）与血小板型磷酸果糖激酶（platelet isoform of phosphofructokinase，PFKP），二者共同催化葡萄糖分解及 ATP 生成的核心步骤。这种双重抑制由此下调 IL-8 相关通路，从而显著增强放射治疗对HNSCC 细胞的抗肿瘤效应[27]。 2.6 分子伴侣协同网络：多维度耐药机制分子伴侣协同网络通过 HSP90 与其辅助伴侣的精密协作，形成了肿瘤多维度耐药的复杂机制。HSP90 的功能发挥高度依赖于其与辅助伴侣形成的复合物，这些复合物通过稳定大量致癌客户蛋白，共同维持肿瘤细胞的存活、增殖及耐药性。例如，在 EGFR 突变型肺腺癌中，HSP90 ATP 酶激活因子 1（activator of HSP90 ATPase homolog 1，AHA1）与热休克蛋白 90α 家族 A 类成员 1（heat shock protein 90 alpha family class A member 1，HSP90AA1）复合物能够稳定干扰素 α 诱导蛋白 6 （interferon alpha inducible protein 6， IFI6）和转化生长因子β1（transforming growth factor β1，TGFβ1），从而显著增强癌细胞对奥希替尼的耐药性[28]。在肿瘤细胞中，细胞周期分裂蛋白 37 （cell division cycle 37，CDC37）的上调表达可增强多种激酶的热稳定性，进而介导靶向治疗的耐药性。同时，靶向 HSP90-CDC37 的相互作用可以抑制细胞周期蛋白依赖性激酶 6 （cyclin-dependent kinase 6，CDK6）的成熟进程，为克服此类耐药性提供一种有效方案[29]。 3 靶向 HSP90 的药物研发进展 3.1 HSP90 N 端抑制剂鉴于 HSP90 通过稳定致癌蛋白、调控信号通路等多重作用在肿瘤发生发展中成为关键靶点，其功能抑制可同时阻断多条耐药通路，研究者持续致力于靶向 HSP90 的药物开发。早期策略聚焦于竞争性抑制 N 端 ATP 结合口袋，通过阻断分子伴侣功能诱导客户蛋白降解。自 1999 年首个进入临床试验的格尔德霉素衍生物 17-AAG （1）问世以来，已有超过20 种不同化学骨架的 NTD 抑制剂进入临床研究，主要包括间苯二酚类、嘌呤类及苯甲酰胺类化合物（2 ~ 4）[30]。然而，传统 NTD 抑制剂因非选择性抑制引发的严重毒性限制了其应用：它们强力阻断ATP 酶活性，导致不可逆的热休克反应（heat shock response，HSR），激活热休克因子 1 （heat shock factor 1，HSF1）代偿性上调 HSP70、HSP40 等分子伴侣[31]。这不仅诱导肿瘤耐药，更对正常组织产生毒性。临床证据显示，Ganetespib 在Ⅲ期肺癌试验（NCT01798485）中未能改善无进展生存期（progression free survival，PFS），而 icapamespib 的Ⅱ期研究（NCT04311515）亦因未公布疗效数据，已于 2023 年 3 月被终止。这些结果进一步凸显了泛HSP90 抑制策略的局限，促使研究人员转向开发新型 HSP90 抑制剂。 3.2 HSP90 C 端抑制剂与传统靶向 N 端 ATP 结合口袋的抑制剂相比，作用于 HSP90 CTD 的调控剂不会诱导 HSR，从而避免 HSP70 等分子伴侣的代偿性上调，展现出更优的临床潜力和安全性。新生霉素（novobiocin，5）作为首个被发现的 C 端抑制剂，属于香豆素酰胺类抗生素，可较弱结合 HSP90 CTD 并诱导客户蛋白降解。研究人员通过结构优化获得了一系列活性增强的衍生物。例如，2011 年报道的 KU-174 （6）在前列腺癌 PC3-MM2 大鼠模型中，以 75 mg·kg-1 剂量给药显示出抗肿瘤效果且未引发 HSR[32]。值得注意的是，Ghosh 等[33]进一步研究证实，KU-174 能同时结合 HSP90 与共伴侣蛋白 AHA1，破坏 HSP90α-AHA1 相互作用进而抑制细胞迁移。除新生霉素衍生物外，其他结构类型的 C 端抑制剂也不断涌现。经虚拟筛选获得的化合物 TVS-23，其优化衍生物 7I（7）在 MCF-7 乳腺癌和 SK-N-MC尤文肉瘤细胞中均表现出显著的增殖抑制活性，其IC50可低至 1.4 μmol·L-1[34]。三嘧啶酰胺类抑制剂 5b（8）在斑马鱼白血病异种移植模型中显著降低癌细胞负荷，并可有效诱导断点簇区-阿贝尔白血病（T315I 突变）耐药白血病细胞凋亡[35]。HSP90 CTD抑制剂凭借其不诱发 HSR、可克服耐药性及毒性较低的特点，展现出广阔的转化前景。未来的研究应侧重于探索亚型选择性抑制剂、优化先导化合物的成药性以及深入拓展其临床应用。 3.3 HSP90 亚型选择性抑制剂 HSP90 在哺乳动物细胞中的 4 种亚型高度同源，这为开发亚型特异性抑制剂带来了巨大挑战。随着结构生物学的发展和小分子-蛋白晶体结构研究的解析，基于亚型间细微差异的设计策略已成为可能，并推动了一系列选择性抑制剂的开发。其中，Pimitespib（9）是目前最具代表性的 HSP90α/β 选择性抑制剂，也是全球唯一获批临床的 HSP90 抑制剂（2022 年于日本获批用于治疗胃肠道间质瘤）。Pimitespib 类似物16d（10）的 X 射线共晶结构（PDB ID: 5ZR3）揭示：其选择性源于酰胺基团与 HSP90α/β 的 NTDAsp93、Thr184 残基形成的关键氢键网络，以及其并咪唑侧链与 Phe138、Leu107、Trp162 等疏水残基的范德华力相互作用。C-3 位的异丙基填充了由 Ala111、Tyr139 和 Val136 形成的较小疏水口袋，该特征在此前的 HSP90 抑制剂中未见报道（图 2）。除 pimitespib 外，其他亚型选择性抑制剂也取得进展：手性脯氨酸衍生物化合物 16t （11）和 20m（12）通过计算机模拟设计，对 HSP90α 亚型表现出显著选择性，为新型结构抑制剂的开发提供了方向[36]。GRP94 选择性抑制剂 DDO-5813（13）通过在苯甲酰胺骨架上引入刚性疏水苯环，使之对 GRP94 的亲和力高于 HSP90α 上千倍[37]。TRAP1 抑制剂 G-G1 （14）则利用其线粒体定位特点，通过将 17-AAG 与线粒体靶向基团（如三苯基磷）偶联，实现肿瘤细胞线粒体内的特异性富集，减少脱靶效应[38]。尽管这些进展有力推动了亚型选择性抑制剂的发展，但多数分子仍处于临床前研究阶段。未来亟需借助计算机辅助药物设计、化合物库重利用等策略，进一步优化先导化合物的选择性与药代动力学特性，加速其临床转化。 3.4 双靶点抑制剂鉴于 HSP90 在肿瘤中通过垂直协同及旁路代偿发挥关键作用，其抑制剂在逆转靶向药物耐药性方面凸显重要治疗价值。例如，联合使用 HSP90 抑制剂与吉非替尼可协同阻断 PI3K/AKT 和鼠肉瘤病毒癌基因同源物（rat sarcoma virus oncogene homolog，RAS）-快速加速纤维肉瘤（rapidly accelerated fibrosarcoma，RAF）-ERK 信号通路，显著增强抗肿瘤效应[39]。然而，联合治疗仍存在多重临床挑战：患者依从性降低、毒副作用叠加、复杂药代动力学行为以及高发的药物-药物相互作用风险。因此，开发兼具双重作用机制的单分子 HSP90 双靶点抑制剂，成为克服耐药的关键策略之一。分子杂交策略作为设计 HSP90 双靶点抑制剂的主流方法之一，通过共价偶联 HSP90 抑制剂的药效团与另一靶点抑制剂的活性片段，构建兼具多重药理活性的单一分子。例如，研究者将 HSP90 抑制剂的关键药效团间苯二酚与间变性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）抑制剂的 2,4-二氨基嘧啶结构通过连接链共价连接，成功设计出HSP90-ALK 双靶点抑制剂。其中，代表性化合物10h （15）和 10j （16）在酶水平对 ALK 和 HSP90α的 IC₅₀分别达 17.3/9.8 和 100/40 nmol·L-1，尤其对ALK 耐药突变体 L1196M 展现出显著抑制活性[40]。类似地，基于 HSP90 抑制剂间苯二酚和组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）抑制剂伏立诺他构建的 HSP90-HDAC 双靶点抑制剂化合物 17和化合物 18，不仅对 HDAC 和 HSP90α 产生强效抑制，还能以剂量依赖性方式下调 H1975 细胞中 PD-L1的表达水平[41]。 3.5 靶向 HSP90-共伴侣蛋白相互作用近年研究发现，分子伴侣系统功能紊乱与癌症、自身免疫疾病、炎症、感染性疾病及神经退行性疾病的发生发展密切相关，已成为极具潜力的药物研发靶标群。通过深入解析 HSP90 与其伴侣蛋白的相互作用机制及结合位点，靶向共伴侣蛋白与 HSP90之间的蛋白 - 蛋白相互作用（protein-protein interaction，PPI）、干扰共伴侣蛋白对分子伴侣循环的调控，已发展为创新药物设计策略。该策略不仅可避免强烈抑制 HSP90 的 ATP 口袋而引发客户蛋白相关的毒副作用，同时能得益于各共伴侣蛋白对不同底物蛋白的特异性，实现对高表达特定客户蛋白的疾病实施精准治疗。 CDC37 是 HSP90 最重要的共伴侣蛋白之一，在多种癌症中，CDC37 表达显著上调，且与肿瘤细胞增殖、存活及耐药性密切相关。早期从雷公藤根提取的天然产物 Celastrol （19）被证实可破坏HSP90-CDC37 相互作用[42]（见图 3）。Wang 等[43]对HSP90-CDC37 PPI 抑制剂开展了系统性研究。他们报道的首创小分子抑制剂 DDO-5936 （20）通过结合 HSP90 N 端 Glu47 附近的全新位点，经分子动力学模拟及关键残基突变验证，证实其可特异性破坏HSP90-CDC37 相互作用。2025 年披露的 DDO-6079（21）则靶向 CDC37 中间结构域的变构位点，通过变构调控同时协同抑制 HSP90-CDC37 与 CDC37-CDK4/6 伴侣复合物，恢复了耐药细胞对 CDK4/6 抑制剂的敏感性[29]。 AHA1 是 HSP90 ATP 酶活性的关键调节因子，通过结合 HSP90 的 MD 和 NTD 结构域，促进HSP90 的 ATP 水解活性并驱动其构象变化。AHA1在多种癌症中过度表达，与肿瘤进展及不良预后密切相关。本课题组研究证实，KU-177 （22）能够特异性结合 AHA1 并破坏 HSP90-AHA1 PPI，从而逆转由 AHA1 过表达引发的蛋白酶体抑制剂耐药[44]。基于荧光共振能量转移（fluorescence resonance energy transfer，FRET）的筛选发现，HAM-1 （23）以 24 μmol·L-1的亲和力结合于 HSP90 的 NTD 结构域，通过抑制 ATP 水解选择性干扰 HSP90-AHA1 PPI[45]。 p23 蛋白的核心功能在于稳定 HSP90 的封闭构象并抑制其 ATP 酶活性，从而延长 HSP90 与客户蛋白的结合时间，促进客户蛋白成熟。该蛋白在多种癌症中的过度表达与激素治疗耐药性密切相关[46]。葛杜宁（24）、葫芦素 D（25）和表没食子儿茶素没食子酸酯（26）[47]等天然产物已被证实可干扰HSP90-p23 复合物的形成。分子伴侣组织者 HSP70/HSP90 组织蛋白 1 （HSP70/HSP90 organizing protein 1，HOP1）则充当桥梁分子，通过其 TPR 结构域同时识别 HSP70 和 HSP90 C 端的 MEEVD 基序，在分子伴侣循环起始阶段介导客户蛋白从HSP70 向 HSP90 系统的转移。化合物 7-氮杂蝶啶（27）能以纳摩尔级亲和力结合 HOP 的 TPR2A 结构域，显著降低人表皮生长因子受体 2 （human epidermal growth factor receptor 2，HER2）等 HSP90客户蛋白水平且不引发 HSR，展现出优异的安全性前景[48]。尽管多数分子尚处于发现阶段，未来随着对 HSP90-共伴侣蛋白互作机制的深入解析及药物开发技术的进步，分子伴侣抑制剂有望为多种疾病提供更加精准个体化的治疗策略。 3.6 分子伴侣保留效应药物缀合物分子伴侣保留效应药物缀合物（chaperone retention effect drug conjugate，CREDC）是一种新兴的靶向治疗策略，其核心机制是利用肿瘤细胞高表达的 HSP90 伴侣蛋白作为递送载体，实现化疗药物在肿瘤组织中的特异性富集[49]。在针对 MV4-11白血病细胞的研究中，研究人员以拓扑异构酶抑制剂伊立替康作为荷载，通过系统优化连接子的长度及可裂解性，设计出系列 CREDC 化合物。其中多数化合物在体外实验中于纳摩尔浓度下即表现出显著抗增殖活性，充分验证了 CREDC 策略的可行性。 3.7 分子伴侣介导的蛋白质降解剂在靶向蛋白降解领域，除广为人知的蛋白水解靶向嵌合体（proteolysis-targeting chimera，PROTAC）技术外，分子伴侣介导的蛋白降解剂（chaperonemediated protein degradation， CHAMP）和 HSP90介导的靶向嵌合体（heat shock protein 90-mediated targeting chimeras，HEMTAC）正崛起为 2 种极具前景的新策略。相较于传统 PROTAC 技术，CHAMP 摆脱了对单一特定 E3 连接酶的依赖，有望克服基于传统 E3泛素连接酶 cereblon （CRBN）或 VHL 蛋白的PROTAC 可能引发的耐药性问题。研究显示，CHAMP 分子（如 RNK05047）在临床前研究中已展现出优异的血脑屏障穿透能力与显著的肿瘤抑制效果[11]。针对 CDK4/6 设计的 HEMTAC 分子（如化合物 28），在 B16F10 黑色素瘤细胞中表现出高效的降解能力，对 CDK4 和 CDK6 的半数降解浓度（half-maximal degradation concentration，DC₅₀）分别达到 26 和、19 nmol·L-1，最大降解率（maximum degradation，Dmax）高达 88% 和 92%[50]。在动物模型中，化合物 28 也显著抑制了肿瘤生长，且未观察到明显毒性，其抗增殖活性（IC₅₀ = 0.112 μmol·L-1）远优于单一 CDK4/6 抑制剂帕博西尼（IC₅₀ ＞ 10μmol·L-1）。当前这些技术仍处于发展的早期阶段，其成药性、药代动力学特性及长期安全性尚需通过后续研究进行全面验证。 4 结语与展望肿瘤治疗耐药性的本质是癌细胞在进化压力下的动态适应过程，而 HSP90 在此过程中充当“核心枢纽”角色。本文系统论证 HSP90 通过多维度机制驱动耐药：既通过稳定突变型激酶、转录因子及修复蛋白维持致癌信号，又通过调控免疫微环境和代谢重编程协助肿瘤逃逸治疗压力。尤为关键的是，肿瘤中 HSP90 与共伴侣蛋白的相互作用通过稳定致癌客户蛋白，共同维持肿瘤恶性增殖和治疗抵抗。传统 NTD ATP 竞争性抑制剂虽能广谱降解客户蛋白，却因触发 HSR 和剂量限制毒性阻碍临床转化。近年来兴起的精准靶向策略，包括 CTD 抑制剂、亚型选择性抑制剂、降解剂及靶向 HSP90-共伴侣相互作用的小分子，通过规避 HSR、增强肿瘤选择性、协同抑制多重通路，为克服耐药开辟新路径。未来 HSP90 靶向治疗需从“广谱抑制”转向“精准调控”：运用基于结构的药物设计和人工智能辅助分子生成，开发针对特定 HSP90-共伴侣复合物的变构抑制剂或分子胶降解剂，实现对特定客户蛋白群的选择性调控，规避全局抑制的毒性风险。其次应进一步加强对耐药机制的理解：借助多组学技术追踪治疗压力下 HSP90 客户蛋白谱的表达水平，鉴定新型耐药依赖蛋白，为联合用药提供新靶标。此外，新型递送系统可优化 HSP90 抑制剂的肿瘤蓄积与释放动力学，而将其与免疫治疗、细胞治疗或表观调控剂联用，有望通过重塑 TME 协同逆转耐药。总之，靶向 HSP90 及其共伴侣网络是逆转肿瘤耐药的重要方向，尽管挑战尚存，随着机制认知的进一步深化与药物研发新技术的应用，新一代 HSP90 靶向药物，有望为克服肿瘤耐药提供更高效、更安全的解决方案，最终改善癌症患者预后。参考文献： [1] Cohen P, Cross D, Jänne P A. Kinase drug discovery 20 years after imatinib: progress and future directions[J]. Nat Rev Drug Discov, 2021, 20(7): 551-569. [2] Cao Y, Yu T, Zhu Z, et al. Exploring the landscape of posttranslational modification in drug discovery[J]. Pharmacol Ther, 2025, 265: 108749. [3] Wu Q, Qian W, Sun X, et al. Small-molecule inhibitors,immune checkpoint inhibitors, and more: FDA-approved novel therapeutic drugs for solid tumors from 1991 to 2021[J]. J Hematol Oncol, 2022, 15(1): 143. [4] Zhong L, Li Y, Xiong L, et al. Small molecules in targeted cancer therapy: advances, challenges, and future perspectives[J]. Signal Transduct Target Ther, 2021, 6: 201. [5] Wei J R, Lu M Y, Wei T H, et al. Overcoming cancer therapy resistance: from drug innovation to therapeutics[J]. Drug Resist Updat, 2025, 81: 101229. [6] Zha C, Song J, Wan M, et al. Recent advances in CAR-T therapy for the treatment of acute myeloid leukemia[J]. Ther Adv Hematol, 2024, 15: 20406207241263489. [7] Huang A C, Zappasodi R. A decade of checkpoint blockade immunotherapy in melanoma: understanding the molecular basis for immune sensitivity and resistance[J]. Nat Immunol,2022, 23(5): 660-670. [8] Ely Z A, Kulstad Z J, Gunaydin G, et al. Pancreatic cancerrestricted cryptic antigens are targets for T cell recognition[J].Science, 2025, 388(6747): eadk3487. [9] Zhang J, Huang D, Saw P E, et al. Turning cold tumors hot:from molecular mechanisms to clinical applications[J]. Trends Immunol, 2022, 43(7): 523-545. [10] Wardell C M, Boardman D A, Levings M K. Harnessing the biology of regulatory T cells to treat disease[J]. Nat Rev Drug Discov, 2025, 24(2): 93-111. [11] Gu J, He Y, He C, et al. Advances in the structures,mechanisms and targeting of molecular chaperones[J]. Signal Transduct Target Ther, 2025, 10: 84. [12] Chiosis G, Digwal C S, Trepel J B, et al. Structural and functional complexity of HSP90 in cellular homeostasis and disease[J]. Nat Rev MolCell Biol, 2023, 24(11): 797-815. [13] 杨雪，赵军. EGFR外显子20插入突变阳性NSCLC治疗的临床研究进展[J]. 中国肺癌杂志, 2022, (25): 337-350. [14] He Y, Xu W, Xiao Y T, et al. Targeting signaling pathways in prostate cancer: mechanisms and clinical trials[J]. Signal Transduct Target Ther, 2022, 7: 198. [15] Lee Y R, Chen M, Pandolfi P P. The functions and regulation of the PTEN tumour suppressor: new modes and prospects[J].Nat Rev Mol Cell Biol, 2018, 19(9): 547-562. [16] Modest D P, Fakih M, Salvatore L, et al. Health-related quality of life in patients with KRASG12C-mutated chemorefractory metastatic colorectal cancer treated with sotorasib plus panitumumab or standard of care (CodeBreaK 300): results from a phase 3, randomised clinical trial[J]. Lancet Oncol,2025, 26(9): 1240-1251. [17] Canon J, Rex K, Saiki A Y, et al. The clinical KRAS(G12C)inhibitor AMG 510 drives anti-tumour immunity[J]. Nature,2019, 575(7781): 217-223. [18] Awad M M, Liu S, Rybkin I I, et al. Acquired resistance to KRASG12C inhibition in cancer[J]. N Engl J Med, 2021, 384(25): 2382-2393. [19] Isermann T, Sers C, Der C J, et al. KRAS inhibitors: resistance drivers and combinatorial strategies[J]. Trends Cancer, 2025,11(2): 91-116. [20] Pulido I, Luan Q, Pastor-Puente S, et al. Chaperone directed heterobifunctional molecules circumvent KRASG12C inhibitor resistance[J]. Cancer Lett, 2025, 622: 217691. [21] Vesely M D, Zhang T, Chen L. Resistance mechanisms to antiPD cancer immunotherapy[J]. Annu Rev Immunol, 2022, 40:45-74. [22] Tsuge A, Watanabe S, Kawazoe A, et al. The HSP90 inhibitor pimitespib targets regulatory T cells in the tumor microenvironment[J]. Cancer Immunol Res, 2025, 13(2): 273-285. [23] Kawazoe A, Itahashi K, Yamamoto N, et al. TAS-116(pimitespib), an oral HSP90 inhibitor, in combination with nivolumab in patients with colorectal cancer and other solid tumors: an open-label, dose-finding, and expansion phase ib trial (EPOC1704) [J]. Clin Cancer Res, 2021, 27(24): 6709-6715. [24] Hong L, Tanaka M, Yasui M, et al. HSP90 promotes tumor associated macrophage differentiation during triple-negative breast cancer progression[J]. Sci Rep, 2024, 14(1): 22541. [25] Johnson D E, Burtness B, Leemans C R, et al. Head and neck squamous cell carcinoma[J]. Nat Rev Dis Primers, 2020, 6: 92. [26] Liu X, Harbison R A, Varvares M A, et al. Immunotherapeutic strategies in head and neck cancer: challenges and opportunities[J]. J Clin Investig, 2025, 135(8): e188128. [27] Chen F, Tang C, Yang F, et al. HSP90 inhibition suppresses tumor glycolytic flux to potentiate the therapeutic efficacy of radiotherapy for head and neck cancer[J]. Sci Adv, 2024, 10(8):eadk3663. [28] Sui Y, Shen Z, Pan R, et al. AHSA1-HSP90AA1 complex stabilized IFI6 and TGFB1 promotes mitochondrial stability and EMT in EGFR-mutated lung adenocarcinoma under Osimertinib pressure[J]. Cell Death Dis, 2025, 16(1): 298. [29] Zhang L, Liu W, Zheng Z, et al. Allosteric CDC37 inhibitor disrupts chaperone complex to block CDK4/6 maturation[J].Angew Chem Int Ed, 2025, 64(2): e202413618. [30] Wang L, Xu X, Jiang Z, et al. Modulation of protein fate decision by small molecules: targeting molecular chaperone machinery[J]. Acta Pharm Sin B, 2020, 10(10): 1904-1925. [31] Singh M K, Shin Y, Ju S, et al. Heat shock response and heat shock proteins: current understanding and future opportunities in human diseases[J]. Int J Mol Sci, 2024, 25(8): 4209. [32] Eskew J D, Sadikot T, Morales P, et al. Development and characterization of a novel C-terminal inhibitor of Hsp90 in androgen dependent and independent prostate cancer cells[J].BMC Cancer, 2011, 11(1): 468. [33] Ghosh S, Shinogle H E, Garg G, et al. Hsp90 C-terminal inhibitors exhibit antimigratory activity by disrupting the Hsp90α/Aha1 complex in PC3-MM2 cells[J]. ACS Chem Biol,2015, 10(2): 577-590. [34] Zajec Ž, Dernovšek J, Gobec M, et al. In silico discovery and optimisation of a novel structural class of Hsp90 C-terminal domain inhibitors[J]. Biomolecules, 2022, 12(7): 884. [35] Bhatia S, Spanier L, Bickel D, et al. Development of a first-inclass small-molecule inhibitor of the C-terminal Hsp90 dimerization[J]. ACS Cent Sci, 2022, 8(5): 636-655. [36] Zhang C, Cui S, Mu J, et al. Design, synthesis, and biological evaluation of chiral-proline derivatives as novel HSP90 inhibitors[J]. ACS Med Chem Lett, 2025, 16(2): 301-310. [37] Jiang F, Guo A P, Xu J C, et al. Discovery of a potent GRP94 selective inhibitor with anti-inflammatory efficacy in a mouse model of ulcerative colitis[J]. J Med Chem, 2018, 61(21):9513-9533. [38] Kang B H, Plescia J, Song H Y, et al. Combinatorial drug design targeting multiple cancer signaling networks controlled by mitochondrial Hsp90[J]. J Clin Invest, 2009, 119(3):454-464. [39] Wang L, Fan Y, Mei H, et al. Novel Hsp90 inhibitor C086 potently inhibits non-small cell lung cancer cells as a single agent or in combination with gefitinib[J]. Cancer Manag Res,2019, 11: 8937-8945. [40] Geng K, Liu H, Song Z, et al. Design, synthesis and pharmacological evaluation of ALK and Hsp90 dual inhibitors bearing resorcinol and 2, 4-diaminopyrimidine motifs[J]. Eur J MedChem, 2018, 152: 76-86. [41] Mehndiratta S, Lin M H, Wu Y W, et al. N-alkylhydroxybenzoyl anilide hydroxamates as dual inhibitors of HDAC and HSP90, downregulating IFN- γ induced PD-L1expression[J]. Eur J Med Chem, 2020, 199: 112406. [42] Liao W, Dong A, Hafeez F, et al. Celastrol protected the MPTPinjected mice Parkinson’s disease model via redox regulation of CDC37[J]. Phytomedicine, 2025, 145: 157067. [43] Wang L, Zhang L, Li L, et al. Small-molecule inhibitor targeting the Hsp90-Cdc37 protein-protein interaction in colorectal cancer[J]. Sci Adv, 2019, 5(9): eaax2277. [44] Gu C, Wang Y, Zhang L, et al. AHSA1 is a promising therapeutic target for cellular proliferation and proteasome inhibitor resistance in multiple myeloma[J]. J Exp Clin Cancer Res, 2022, 41(1): 11. [45] Stiegler S C, Rübbelke M, Korotkov V S, et al. A chemical compound inhibiting the Aha1-Hsp90 chaperone complex[J]. J Biol Chem, 2017, 292(41): 17073-17083. [46] Dean M E, Johnson J L. Human Hsp90 cochaperones:perspectives on tissue-specific expression and identification of cochaperones with similar in vivo functions[J]. Cell Stress Chaperones, 2021, 26(1): 3-13. [47] Hall J A, Seedarala S, Rice N, et al. Cucurbitacin D is a disruptor of the HSP90 chaperone machinery[J]. J Nat Prod,2015, 78（4）: 873-879. [48] Yi F, Regan L. A novel class of small molecule inhibitors of Hsp90[J]. ACS Chem Biol, 2008, 3(10): 645-654. [49] Yin W，Ying W W, Paul F K, et al. Methods and compositions for targeted protein degradation:WO2024199473A1[P]. 2024-10-03. [50] Li Z, Ma S, Zhang L, et al. Targeted protein degradation induced by HEMTACs based on HSP90[J]. J Med Chem,2023, 66(1): 733-751. 本文引文格式：曹宇昊,孙善亮,顾春艳,等.逆转肿瘤治疗耐药——基于热休克蛋白90视角的机制与药物研发前沿[J].药学进展,2026,50(5):402-411. 美编排版：方正感谢您阅读《药学进展》微信平台原创好文，也欢迎各位读者转载、引用。本文选自《药学进展》2026年第 5 期。《药学进展》杂志由教育部主管、中国药科大学主办，中国科技核心期刊（中国科技论文统计源期刊）。刊物以反映药学科研领域的新方法、新成果、新进展、新趋势为宗旨，以综述、评述、行业发展报告为特色，以药学学科进展、技术进展、新药研发各环节技术信息为重点，是一本专注于医药科技前沿与产业动态的专业媒体。《药学进展》注重内容策划、加强组稿约稿、深度挖掘、分析药学信息资源、在药学学科进展、科研思路方法、靶点机制探讨、新药研发报告、临床用药分析、国际医药前沿等方面初具特色；特别是医药信息内容以科学前沿与国家战略需求相合，更加突出前瞻性、权威性、时效性、新颖性、系统性、实战性。根据最新统计数据，刊物篇均下载率连续三年蝉联我国医药期刊榜首，复合影响因子1.311，具有较高的影响力。《药学进展》编委会由国家重大专项化学药总师陈凯先院士担任主编，编委由新药研发技术链政府监管部门、高校科研院所、制药企业、临床医院、CRO、金融资本及知识产权相关机构近两百位极具影响力的专家组成。联系《药学进展》↓↓↓ 编辑部官网：pps.cpu.edu.cn；邮箱：yxjz@163.com；电话：025-83271227。欢迎投稿、订阅！往期推荐聚焦“第七届药学前沿学术论坛暨《药学进展》编委会会议” 聚力前沿赛道，共启学术新程：第七届药学前沿学术论坛在南京隆重启幕承学术匠心，启时代新章：《药学进展》第七届编委会、第三届青年编委会成立大会在宁召开聚焦“兴药为民·2023生物医药创新融合发展大会”“兴药为民·2023生物医药创新融合发展大会”盛大启幕！院士专家齐聚杭城，绘就生物医药前沿赛道新蓝图“兴药强刊”青年学者论坛暨《药学进展》第二届青年编委会议成功召开“兴药为民·2023生物医药创新融合发展大会”路演专场圆满收官！校企合作新旅程已启航我知道你在看哟

2026-07-30

·搜狐新闻

药物研究中的化学生物学: 宏观表型与微观靶标互动和先导物发现

药物研究中的化学生物学: 宏观表型与微观靶标互动和先导物发现来源《药学学报》2026年作者陆朦辰, 尤启冬, 郭宗儒苏州大学苏州医学院药学院, 江苏省抗体靶向药物研究重点实验室; 中国药科大学药学院, 江苏省创新药物设计与成药性优化重点实验室; 中国医学科学院北京协和医学院, 药物研究所摘要基于表型的药物发现(phenotypic drug discovery, PDD)是“首创”(first-in-class)药物研发的重要源头, 但其核心瓶颈在于“有效而机制不明”, 这一困境已成为现代药物化学的核心挑战。本文论述了化学生物学作为连接表型筛选与靶标确证的关键纽带, 如何通过其集成的技术体系—化学蛋白质组学、基因编码生物传感器、化学遗传学等与表型筛选链接, 加速驱动“表型研究→靶标鉴定→药物化学优化”的研发迭代。文章结合蛋白降解靶向嵌合体技术(proteolysis targeting chimera, PROTAC)、分子胶等前沿技术研究实例, 剖析了化学生物学在先导物发现、靶标去卷积、作用机制解析及创新药物模式设计中的核心作用。面向未来, 该领域将深度融合人工智能(artificial intelligence, AI)驱动的药物设计与单细胞化学基因组学等新兴技术, 持续攻克难成药靶标, 并推动天然产物的现代化复兴; 其研究范式亦将从单一分子机制解析拓展为对生命系统的全局性调控, 从而为精准医疗和新型药物形式的开发奠定坚实的技术基础。关键词药物化学; 化学生物学; 表型研究; 靶标确证; 先导物发现 _ 正文 _ 1 从表型筛选到靶标确证的范式挑战药物创制常以靶标为主导, 而靶标的发现与确定则源于表型研究。表型研究不预设分子靶标, 通过在细胞或整体动物模型上观察化合物对疾病表型的逆转效应, 因其更贴近疾病生理环境的复杂性, 在发现新机制药物方面展现出独特优势。基于表型的研究所面临的根本困境在于“靶标黑箱”现象: 即所发现的强效活性分子, 难以确认其作用靶标和分子机制, 严重制约后续的结构优化、安全性评价和机制研究。早期的药物研究和基于天然产物的药物发现都属于表型研究, 其靶标发现与确证滞后且耗时长。阿司匹林自上市到明确靶标为环氧合酶历经近百年; 二甲双胍的临床应用也已近百年, 但其确切作用机制迄今仍未阐明; 1992年上市的甲异靛, 其借“分子胶”机制诱导靶蛋白泛素化降解的抗慢性白血病机制, 直至2025年方得证实。靶标确证的滞后严重阻碍了基于结构的理性设计、脱靶毒性评估及适应症的理性拓展。因此, 构建贯通宏观表型与微观靶标的高效精准技术体系, 成为提升新药研发效率之关键。文章内容由凡默谷小编查阅文献选取，排版与编辑为原创。如转载，请尊重劳动成果，注明【来源：凡默谷公众号】。 2 化学生物学: 表型筛选与靶标确证的核心桥梁药物化学(medicinal chemistry)是以发现能调控生理功能, 治疗疾病的药物为主要任务。化学生物学(chemical biology)则主要是利用外源性化学物质、化学方法或途径, 对生命体系进行精准修饰或调控的研究。化学生物学可在表型与靶标之间建起关键纽带, 能有效弥合表型筛选与靶标确证之间的断层。因而, 以特异性小分子探针为工具, 整合多组学、成像技术与基因编辑等技术, 通过系统性扰动生物系统并解析其效应网络, 可实现从宏观表型特征向微观靶标或信号通路节点的分子机制跨越。这一路径不仅加速了靶标发现与机制阐释, 也为基于表型药物发现的靶标确证和生物学机制研究提供了帮助, 形成了基于表型药物发现研究的新模式: 表型研究→化学生物学解析(靶标去卷积与机制阐明)→靶标确证→药物化学创制(理性设计与结构优化)→表型验证(临床前及临床评价)→药物上市。 3 药物研发中的化学生物学技术药物研发中的化学生物学是运用化学工具主动干预并解析生物过程, 从分子层面理解及操控由小分子驱动的生物决策机制, 其核心技术体系主要包括化学蛋白质组学、基因编码的生物传感与成像技术, 以及化学遗传学与表型筛选技术等。 3.1 化学蛋白质组学技术 3.1.1 基于衍生化修饰的化学蛋白质组学技术基于衍生化修饰的化学蛋白质组学技术, 通过设计含报告基团的化学探针对活性药物或功能分子进行衍生化标记, 可在复杂生物体系中全景式捕获并鉴定其相互作用蛋白质, 进而揭示药物作用的分子网络, 为干预治疗提供理论依据(图1)。此类探针既可来源于已知活性药物或其代谢物的结构衍生, 也可基于功能未知化合物构建。作为连接化学扰动与生物学响应的核心工具, 化学探针可作为药物发现工作之珍贵端绪。 3.1.1.1 基于活性的蛋白谱分析基于活性的蛋白谱分析(activity-based protein profiling, ABPP)的核心在于设计“活性分子探针(activity-based probe, ABP)”, 将探针与活细胞、细胞裂解液或组织匀浆共孵育, 探针特异性共价结合于靶标蛋白的活性中心, 经富集后进行质谱分析, 并借助蛋白质组学技术, 如表面等离子共振(surface plasmon resonance, SPR)、微量热泳动(microscale thermophoresis, MST)、等温滴定量热(isothermal titration calorimetry, ITC)等生物物理方法, 鉴定和验证靶标, 结合功能实验评估药理效应。天然产物是新药研发的重要源泉, 其多靶标作用机制常难以系统解析, 化学蛋白质组学为此提供了高效研究策略。在对青蒿素(artemisinin, 1)的研究中, Lin及团队曾使用ABPP技术首次说明青蒿素的抗疟效果与其过氧桥键被血红素特异性激活相关。在青蒿虎酯(artesunate)结构上引入炔基得到探针分子2(图2), 炔基与连接荧光素或生物素标签的叠氮基团可经点击化学反应生成三氮唑, 从而将探针标记上相应标签, 分别用于靶标示踪或提取出来加以验证。将2与疟原虫细胞系共孵育后提取裂解液, 经点击化学标记、亲和层析、质谱鉴定及化学蛋白质组学分析, 系统鉴定出124个共价结合蛋白。其中血红素(而非游离铁)是激活青蒿素的关键因子; 青蒿素仅在疟原虫(或癌细胞)内被血红素激活为自由基, 进而烷基化多个关键蛋白, 抑制多条信号通路, 实现高效杀虫并降低耐药风险。后续功能实验完成了机制研究的闭环。2023年, 该团队在前期基础上进一步突破, 系统鉴定了青蒿素在疟原虫中的非共价与共价作用靶标。研究者设计了一种兼具光亲和与点击化学修饰的双功能探针3(图2A): 其中光敏基团双吖丙啶经紫外光激发生成卡宾, 捕获非共价相互作用蛋白; 炔基则用于点击化学连接报告标签。利用3与疟原虫细胞共孵育并经紫外光激活, 可同时捕获共价与非共价结合的靶标蛋白。该研究发现45个首次报道的非共价靶标, 显著拓展了青蒿素的作用谱。其中糖酵解关键酶PfTIM、PfGAPDH、PfLDH等被确认为重要靶标, 表明青蒿素可通过抑制这些酶切断对疟原虫能量供应。该研究阐明青蒿素不仅作为“自由基炸弹”发挥直接杀伤作用, 更作为“代谢锁链”, 通过共价与非共价双重机制抑制疟原虫糖酵解过程, 从而实现高效且低耐药的抗疟效果。 ABPP技术在靶标确证中的另一卓越案例, 见于抗慢性粒细胞白血病(chronic myeloid leukemia, CML)药物甲异靛(meisoindigo, 4)的作用机制研究。该药源于中药复方当归芦荟丸, 经拆方优化表型研究而得, 临床应用逾三十年, 然而其分子靶标与作用机制长期不明。2025年Zhang等采用ABPP策略, 在甲异靛结构中引入炔基经点击反应构建探针分子, 在验证其保留原药活性的基础上, 分别连接荧光标签进行细胞内靶标示踪, 或置换为生物素标签开展提取富集, 结合质谱分析, 最终确证PKMYT1为甲异靛的直接作用靶标(图2B)。进一步研究表明, 甲异靛作为“分子胶”, 可逆共价结合PKMYT1的Cys301, 显著增强其与E3泛素连接酶TRIM25的相互作用, 诱导PKMYT1泛素化降解, 抑制CML增殖。该研究首次阐明药物甲异靛的分子靶标及作用机制, 解决了长期悬而未决的临床药物机制问题, 并为CML治疗提供了新靶标与策略参考。 3.1.1.2 基于亲和性蛋白质组分析基于亲和性蛋白质组分析(affinity-based protein profiling, AfBPP)也称作以化合物为中心的化学蛋白质组学(compound centric chemical proteomics, CCCP), 是由经典药物亲和色谱发展而来, 融合现代蛋白质组学技术, 能在全蛋白质组水平系统鉴定小分子靶标。AfBPP与ABPP不同, 是先将药物分子固载于磁珠等基质, 早期常用策略是将药物固定于惰性树脂作为亲和诱饵, 或将其与生物素连接后依托链霉亲和素层析富集, 随后与细胞裂解液共孵育, 经洗涤去除非特异性结合, 即可对洗脱蛋白进行组学鉴定与功能验证(图1B)。此处仍以青蒿素研究为例。为探究青蒿素对多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome, PCOS)的干预机制, Liu等利用AfBPP技术解析其直接作用靶标。该研究构建了生物素标记的青蒿琥酯探针(biotin-artesunate, 5), 通过提取和蛋白质组学分析, 鉴定出线粒体蛋白酶LONP1为直接结合靶标, 随后运用SPR、ITC等无标记技术验证与LONP1的定量结合与热稳定性, 功能实验证实LONP1介导了青蒿素对CYP11A1的降解, 从而缓解了PCOS的症状(图2C)。该工作不仅阐明青蒿素通过LONP1-CYP11A1轴调控雄激素代谢的新机制, 也为PCOS的临床干预提供了新策略。 2024年Wang等利用AfBPP策略成功解析天然产物氯原酸(CGA, 6)的直接作用靶标。6治疗胶质瘤已进入II期临床, 但直接作用靶标未知, 限制其精准用药与适应症拓展。基于此, Wang等在保留药效活性的基础上, ①在6的分子中引入光亲和(photo-affinity labeling, PAL)基团双吖丙啶和炔基手柄, 设计了PAL-AfBPP双功能探针7(图2D); ②继而通过光交联富集与质谱鉴定, 发现线粒体蛋白ACAT1为6的特异性结合蛋白; ③随后用SPR、ITC等无标记技术验证二者的直接相互作用; ④通过解析ACAT1-6共晶复合物, 揭示6通过阻断ACAT1Y407磷酸化发挥抗肿瘤功能; ⑤最终在细胞与动物模型中确证ACAT1为6抗癌的必要靶标, 从而完成从探针设计、靶标发现到功能与结构阐释的完整研究闭环。该工作不仅为6的临床应用提供了机制依据, 也为鉴定“非共价−弱亲和”类天然产物的靶标建立了完整的AfBPP研究范式。 3.1.1.3 基于降解的蛋白质组分析基于降解的蛋白质组分析(degradation based protein profiling, DBPP)是一种新兴策略, 通过融合蛋白降解靶向嵌合体技术(proteolysis targeting chimera, PROTAC)、定量蛋白质组学与质谱技术, 系统性解析药物的多重作用靶标(图1C)。DBPP是将活性分子转化为PROTAC分子, 使传统的“结合”事件转化为可被质谱定量检测的“降解”信号, 从而实现了在复杂蛋白质组中系统性发现和鉴定药物靶标。该技术不依赖小分子与蛋白质间的直接结合, 而是利用靶蛋白‒降解子‒E3泛素连接酶三元复合物所介导的蛋白—蛋白相互作用来诱导靶蛋白降解。因此, DBPP对小分子‒靶标亲和力的要求较为宽松, 尤其适用于非共价结合、转录因子、骨架蛋白等非酶难成药靶标及弱结合靶标的鉴定。Ni等以天然产物雷公藤红素(celastrol, 8)为活性分子, 构建了基于E3连接酶CRBN配体、以PEG为连接链的PROTAC分子9, 在细胞模型中验证了其抗增殖活性较8更为显著(图2E)。通过整合定量蛋白质组学与免疫沉淀−质谱(IP-MS)分析, 不仅确认了IKKβ、磷酸肌醇3-激酶α(phosphatidylinositol 3-phosphate kinase, PI3Kα)、CIP2A等已知靶标, 还鉴定出CHK1、O-GlcNAcase及ERCC6L等多个潜在新靶标。基于PROTAC的靶标鉴定方法可行性高且结果可靠, 有望成为天然产物靶标系统性发现的重要工具。 3.1.2 基于非衍生化的化学蛋白质组学技术相较于衍生化修饰策略, 非衍生化技术主要依据小分子与靶蛋白结合后引发的物理化学稳定性及抗酶解能力变化, 直接从复杂生物裂解液中鉴定药物靶标。该方法无需对活性分子进行化学修饰, 能够完整保持其天然活性。目前已发展出多种非衍生化策略用于直接鉴定药物靶蛋白。 3.1.2.1 基于蛋白水解的靶标鉴定技术该类技术的基本原理在于, 靶标与小分子配体结合后可能改变其结构, 从而影响靶标蛋白对蛋白酶水解的敏感性。主要以药物亲和响应靶标稳定性技术(drug affinity responsive target stability, DARTS)与蛋白有限水解质谱技术(limited proteolysis-mass spectrometry, LIP-MS)为代表(图3A)。 DARTS无需对小分子进行化学修饰, 直接将小分子药物与蛋白样品共孵育后, 加入蛋白酶消化。药物结合可保护靶蛋白、降低其酶解程度, 通过对比药物处理组与对照组的蛋白水解图谱(如凝胶电泳染色), 即可辨识受保护的蛋白条带, 进而利用质谱鉴定潜在靶标。该技术避免了化学修饰可能引入的偏差或活性损失, 适用于鉴定与各类小分子相互作用的蛋白。 2025年Wu等利用含有四氢噻吩并吡啶骨架的YTHDF1选择性抑制剂10(图4), 可精准占位m6A结合腔, 体内外实验表明能高效阻断乳腺癌进展。针对YTH家族高度同源、缺乏单亚型探针之困, 作者构建“荧光偏振技术−高通量筛选”快速验证靶标的可药性→结构导向迭代优化→热稳定性/ABPP多维占靶→功能组学确证的化学生物学闭环, 获得首个单亚型、高特异性、体内有效、机制清晰的探针分子。整项工作中涵盖多类可任选的“化学生物学工具箱”。为明确10与YTHDF1的相互作用, 作者采用DARTS技术, 发现10以浓度依赖的方式增强YTHDF1对蛋白酶消化的抗性, 证实二者间形成了稳定结合。该工作为乳腺癌m6A靶向治疗提供了可快速推至临床前候选物的先导分子。蛋白有限水解质谱(LIP-MS)是在DARTS方法基础上发展的重要改进方法, 其核心在于引入广谱蛋白酶K作为“结构探针”。实验中先以低浓度蛋白酶K对样品进行有限水解, 该酶倾向于切割蛋白质表面未折叠或柔性的区域。当小分子与靶标结合后, 可诱导局部构象与空间位阻发生变化, 导致原有酶切位点被掩蔽或暴露, 从而改变蛋白酶K切割模式, 产生差异化片段。后续经胰酶(特异性切割赖氨酸/精氨酸)精准处理, 将上述片段转化为适合质谱检测的肽段, 通过分析差异酶切谱筛选关键“构象肽”, 即可推断小分子在蛋白上的结合区域。 Chen等通过药物基因组学数据库筛选发现, 贯叶金丝桃素(hyperforin, 11, 图4)能诱导脂肪燃烧, 具有抗肥胖潜力。为探明其直接作用靶标, 作者采用LIP MS技术鉴定出二氢硫辛酰胺S-乙酰转移酶(Dlat)为11的直接结合靶标。功能实验表明, 敲低Dlat可显著削弱11在体外及体内诱导脂肪组织的褐变作用; 全基因组关联分析提示, Dlat的遗传变异与人类肥胖显著相关。该研究整合了药物基因组学数据库筛选、LIP-MS及多层次功能验证, 首次阐明11通过直接结合Dlat, 激活AMPK-PGC1α-Ucp1信号通路, 促进脂肪产热并抑制肥胖合成。该工作不仅为抗肥胖药物研发提供了新靶标, 也完整展示了从小分子靶标发现、作用机制解析到脂肪代谢表型验证的系统研究路径。以DARTS、LIP-MS为代表的基于蛋白水解的靶标鉴定技术存在局限: 其一, 低丰度靶蛋白即使被药物保护, 也难以在凝胶上显影; 其二, 蛋白质对蛋白酶的敏感性受其构象能量景观(即折叠与聚集状态下的能量分布)调控, 部分蛋白本身具有较高蛋白酶抗性, 难以有效酶解; 再者, 药物结合不仅改变靶蛋白酶切模式, 也会影响其相互作用蛋白或复合物中其他组分的蛋白酶敏感性, 从而引入非特异性信号。但此特性亦可转化为方法优势: 药物结合所引发的、超越单一靶标的蛋白酶敏感性变化, 能够间接反映蛋白−蛋白相互作用及复合物动态场景, 为解析药物作用时的蛋白质组装与解离信息提供新的视角。 3.1.2.2 基于蛋白热稳定性的靶标鉴定技术基于蛋白质−配体结合可增强其蛋白对热稳定性的原理, 热蛋白质组学通过比较药物处理组与对照组在不同温度下的可溶性蛋白残留量, 评估蛋白热稳定性变化, 进而推断药物作用靶标。该技术是目前唯一可在活细胞乃至组织原位进行靶标鉴定的生物物理学方法(图3B)。 Liu等采用人类蛋白质组微阵列筛选发现, 蟾酥主要活性成分蟾毒灵(bufalin, 12)的直接作用靶标为转录因子E2F2。12作为分子胶, 促进E2F2与非典型泛素连接酶ZFP91形成三元复合物, 进而通过泛素−蛋白酶体途径降解E2F2, 抑制肝癌发展。12由甾体母核与α-吡喃酮片段构成。为探明其结合模式, 作者分别以雄酮(甾体类似物)与α-吡喃酮作为竞争结合探针, 发现雄酮显著阻断12与E2F2的结合, 而α-吡喃酮则特异性抑制其与ZFP91的相互作用。CETSA实验进一步证实, α-吡喃酮可增强ZFP91的热稳定性, 雄酮则无此效应, 表明12主要通过α-吡喃酮片段与ZFP91结合(图4)。近期, Jiang等通过AI筛选再次验证了12的另一分子胶功能, 其可促进雌激素受体α(estrogen receptorα, ERα)与E3连接酶STUB1形成三元复合物, 诱导ERα降解, 从而克服他莫昔芬的临床耐药。上述研究共同揭示天然小分子作为分子胶实现抗肿瘤作用的独特机制, 为抗肿瘤药物的研究提供了新的结构类型。神经胶质瘤因其独特的肿瘤微环境与血脑屏障而治疗棘手。天然菲并吲哚里西啶生物碱(PF403, 13, 图4)具潜在抗瘤活性, 其作用机制未明。Li等初期尝试ABPP技术构建探针, 但所获探针化学稳定性不足, 难以保持原药活性。遂转向非衍生化的TPP技术, 以完整保留13的天然活性。通过细胞内全蛋白组的无偏筛查, 初步锁定四个候选靶蛋白。继而借助灵敏度更高的CETSA验证, 发现13对烟酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosyl transferase, NAMPT)的热稳定效应最为显著。进一步在活细胞、细胞裂解液及重组蛋白三个层面完成热位移验证, 证实13可显著稳定NAMPT。靶标实验证实二者间的良好亲和力(Kd=2.69µmol·L-1); 共晶解析与氨基酸点突变精确阐明了其结合模式。该工作确证了13通过直接结合并抑制NAMPT, 耗竭细胞内NAD+, 从而抑制胶质瘤生长, 是TPP与CETSA联用技术解析天然产物靶标的经典案例。对比上述两种蛋白热稳定分析技术在药物发现中的应用, TPP与CETSA各具特色、相辅相成。TPP联用质谱, 可对接算法, 具备高通量、全局性与无偏性优势, 适于探索未知靶标; 但对低丰度膜蛋白、分泌蛋白敏感性不足, 与超稳定蛋白易拟合失准, 存假阳/阴性之虞。CETSA则侧重靶向验证, 须预设特定靶标并依赖特异性抗体, 故难发现新靶, 且通量有限、仅半定量; 但检测特定蛋白热位移极为灵敏, 操作简便, 可适配活细胞、组织及重组蛋白等多种场景, 更接近生理状态, 利于推广。研究实践中, 二者常协同并用: 以TPP广筛初探, 再以CETSA精准确证, 此组合策略已成靶标研究之典范。然而, 这两种方法均基于蛋白质的热变性, 属于“非平衡”方法, 多数蛋白质的热变性是不可逆的。此外, 除Tm值以外, 从CETSA和TPP数据中难以获取折叠自由能、结合自由能和Kd值等热力学参数; 且Tm偏移可能源于药物直接结合, 也可能由下游信号激活等间接效应引起, 并不总是与亲和力正相关。 3.1.2.3 基于氧化速率蛋白稳定性和蛋白沉淀的靶标鉴定技术对于热稳定性变化不显著的靶蛋白, 可采用化学变性剂诱导蛋白沉淀法(chemical denaturant and protein precipitation, CPP)。该方法融合了SPROX的化学变性原理与TPP的沉淀分离策略, 通过化学变性诱导蛋白沉淀, 实现折叠与去折叠蛋白的有效区分, 从而避免了对甲硫氨酸残基氧化的依赖, 较SPROX在蛋白质组覆盖度与假阳性控制方面均有提升(图3C)。Fitzgeral等在一项原理验证研究中, 利用CPP技术于酵母中成功鉴定了环孢素A和格尔德霉素的已知靶标, 并获取了这些药物的折叠自由能与解离常数Kd值, 所得Kd值与文献报道基本吻合。同时, 该技术亦在人MCF-7细胞裂解液中成功鉴定出甲基转移酶抑制剂西奈芬净的靶标蛋白, 相较于SPROX技术(覆盖约800种蛋白), CPP技术的蛋白质组覆盖度提升至约1200种(提高约30%), 且错误发现率显著降低。 3.1.2.4 靶向响应可及性和多重巯基反应谱 TRAP技术以其广泛的蛋白覆盖能力和高效的通量特性著称, 但其依赖于活细胞内赖氨酸残基的预先标记步骤可能扰动配体−靶蛋白间的天然相互作用。为克服这一局限, Tian等发展了多重巯基反应谱分析(multiplex thiol reactivity profiling, MTRP), 用于鉴定亲电性天然产物的共价靶标。该方法采用无标记流程: 天然产物处理后裂解细胞, 以炔基碘乙酰胺探针标记半胱氨酸, 经酶解与质谱分析, 通过检测天然产物对探针标记的竞争性抑制, 精准鉴定靶蛋白及其修饰位点(图3E)。运用此策略, 研究首次揭示藤黄酸与输出蛋白2的共价结合模式, 并发现乙酰基广藿香内酯通过与HSP60共价结合从而抑制其分子伴侣活性。MTRP法兼具低样本量、高分辨率与高效率优势, 在氧化还原生物学与药物发现领域前景广阔。综上, 上述非衍生化方法共同基于配体诱导的靶蛋白稳定性增强——如抗酶解、抗氧化、耐热、抗沉淀或抗标记——实现靶标鉴定。各技术适用场景与局限各异, 需因研究目标择善而行。多策略联用可显著提升靶标鉴定的准确性与可靠性, 为系统解析药物作用机制、推进后续研发奠定坚实基础。 3.2 基因编码生物传感器与成像技术基因编码生物传感器通过基因重组或DNA合成构建的生物分子系统, 可将化学或物理信号转换为光学信号, 实现活体或细胞内生物分子互作、定位、动态及微环境变化的实时示踪。 3.2.1 单荧光蛋白传感器单FP传感器基于荧光蛋白的环状置换技术构建, 通过对β-桶状结构的环状区域进行切割与重连, 使暴露的荧光团对局部微环境变化敏感(图5A)。该类传感器采用单一荧光蛋白架构, 具有分子质量小(200余氨基酸)、对宿主蛋白功能干扰小等结构优势; 其单波长强度响应特性尤适于低丰度代谢物的高灵敏度检测。但其构建较为困难, 常需逐残基筛选融合位点, 且属强度测量型, 定量成像适用性有限。钙离子作为关键胞内信号分子, 是神经递质接收和膜去极化的第二信使。基因编码Ca2+指示剂(genetically encoded calcium indicator, GECI)是目前最成熟的神经元活性成像工具, 其与钙离子结合后发生构象变化, 导致荧光强度改变, 从而实现神经元活动的实时监测。钙成像技术已广泛应用于神经元活动监测、神经网络研究、神经环路功能解析、神经发育分析、神经系统疾病研究及药物筛选评估等领域。GECI中最具代表性的GCaMP系列, 系将荧光蛋白(如GFP等)与钙调蛋白(calmodulin, CaM)及肌球蛋白轻链激酶M13结构域融合而成, 其ΔF/Fmin可达百倍以上, 已成为神经科学标配。近年来, 研究者在GCaMP基础上迭代优化, 新型变体在结合动力学与成像效果方面实现多维提升。 3.2.2 基于共振能量转移的传感器 3.2.2.1 基于荧光共振能量转移的传感器与单FP传感器不同, 荧光共振能量转移(Förster resonance energy transfer, FRET)传感器采用供体−受体双荧光蛋白对, 借助二者间距离与取向依赖的非辐射能量转移实现检测。其典型结构由特异性靶标结合域、供体(如CFP)与受体(如YFP)荧光蛋白经柔性连接子串联而成(图5B)。靶标结合诱导传感域构象变化, 改变供受体间距离(1~10nm)与相对取向, 进而调制FRET效率, 呈现供体荧光淬灭与受体荧光增强的双重信号响应, 实现对活细胞内分子互作与构象动态的实时监测。该设计赋予传感器优异的稳健性, 对外界扰动不敏感, 尤适于长时程动态观测, 已成为解析蛋白相互作用、核酸动态、信号转导及药物结合等过程的重要工具。然其较大分子质量(通常>54kDa)可能干扰目标蛋白功能, 且能量转移效率受限, 在复杂组织中成像仍具挑战。 Zheng等构建了一套基于FRET的PKCε活性实时监测体系, 用于高通量筛选靶向sn-1, 2-DAG-PKCε通路的天然产物。通过表达CFP-PKCε-YFP双荧光融合蛋白, 并监测其FRET比值变化反映PKCε的活化状态: 其比值随PKCε活化构象展开而降低。结合高内涵成像筛选天然产物库和UPLC-TOF-MS质谱分析, 发现白术内酯II(14, 图4)可抑制PKCε转位与激活, 进而缓解肥胖相关的胰岛素抵抗。进一步利用ABPP技术, 鉴定出二酰基甘油激酶DGKQ为14的直接作用靶标, 提示14可能作用于DGKQ的新型变构域以调节激酶活性。该研究完整呈现了“FRET筛选−功能验证−化学蛋白质组学靶标鉴定”的标准化研究范式。基于FRET原理, 已衍生出多种先进技术。其中两类方法在提升检测能力方面尤为突出, 分别为基于荧光寿命成像(fluorescence lifetime imaging microscopy, FLIM)的FRET生物传感器和均相时间分辨荧光共振能量转移(time-resolved FRET, TR-FRET)传感器。FRET生物传感器融合了FRET能量转移机制与荧光寿命检测方法。该技术保留传统FRET的分子构建方式, 但通过监测供体荧光寿命的衰减来定量FRET效率, 取代了依赖荧光强度的比率法。其优势在于仅需探测供体荧光寿命, 简化了探针设计并规避了受体光物理特性的干扰; 同时提供定量化的空间分布信息, 实现对代谢物浓度等的绝对测量, 在活细胞微环境研究与显微成像中具有不可替代的价值。信号转导与转录激活因子(signal transducer and activator of tranion, STAT)家族是恶性肿瘤与自身免疫性疾病治疗的重要靶标, 然而实时监测手段的缺失制约了靶向药物研发。近期, Nguyen等开发了基于FRET-FLIM的生物传感器家族STATeLights, 实现对活细胞内STAT激活状态的动态观测。研究以STAT5A为对象, 在其特定位点融合供体与受体荧光蛋白, 构建STATeLight5A传感器。STAT5A磷酸化激活后发生构象变化, 荧光蛋白间距减小致使FRET效率升高, 供体荧光寿命缩短; FLIM技术通过检测寿命的变化从而量化构象改变。该策略进一步推广至STAT全家族, 均获得有效的FRET响应。研究进一步证实STATeLight5A可作为高效抑制剂筛选平台, 测试了STAT5抑制剂可完全阻断其二聚化。该新型FLIM-FRET生物传感器能够实时、高效监测活细胞内STAT激活动态, 不仅为探究JAK-STAT信号转导及疾病相关突变提供了动态追踪工具, 亦为靶向JAK/STAT途径的药物筛选提供了有力支持。 TR-FRET生物传感器则整合了时间分辨荧光与FRET的双重优势。其利用镧系元素(如Eu3+、Tb3+)的长寿命荧光作为供体, 通过延迟检测有效滤除短寿命背景荧光。通过分析受体与供体的稳态荧光强度比, 精确计算结合常数与亲和力。该方法抗干扰能力卓越, 适用于复杂生物样本, 且通量高、数据稳定性强, 因而在生物分子相互作用研究及高通量药物筛选中展现出极高的灵敏度与信噪比优势。Konstantinidou等近期研究旨在开发可稳定14-3-3σ与ERα相互作用的小分子, 以抑制ERα转录活性, 为ERα阳性乳腺癌提供新治疗策略。研究采用基于多组分反应化学驱动的骨架跃迁策略对先导物进行快速衍生与优化。作者首先通过质谱与共晶结构初筛得到多个共价结合候选分子, 通过TR-FRET平台对上述筛选体系进行验证, 得到可稳定14-3-3σ与ERα相互作用的优势分子胶。研究者构建了带有His标签的14-3-3σ蛋白, 以及生物素化的ERα磷酸化多肽, 分别用于结合铽(Tb)标记的His抗体和链霉亲和素抗体, 通过两个蛋白结合后的能量转移检测三元复合物的结合(图6)。该研究为基于分子胶的药物发现提供了高效、可靠的筛选与验证体系。 3.2.2.2 基于生物发光共振能量转移的传感器生物发光共振能量转移(bioluminescence resonance energy transfer, BRET)与FRET原理相似, 但其供体为荧光素酶(luciferase)。在底物存在下, 荧光素酶的生物发光通过能量转移激发受体荧光团发光, 从而探测蛋白质相互作用。实验中将目标蛋白分别与供体(荧光素酶)或受体荧光蛋白融合。当蛋白互作使两者足够接近时, 即发生能量转移, 由此指示相互作用(图5B)。相较于FRET, BRET无需外源光激发, 避免了光漂白、光损伤及组织自发荧光干扰, 信噪比更高。两者均适用于活细胞成像中的蛋白互作、ATP、代谢物及离子检测等研究。常见荧光素酶供体包括海肾(Rluc)、北萤(Pluc)及纳米荧光素酶(Nluc)等。其中, Nluc因小分子质量(19kDa)与高亮度成为商业应用新标准, 基于其开发的NanoBRET技术尤其适用于活细胞内蛋白质/小分子相互作用研究。 3.2.3 分子荧光互补系统分子互补系统是利用蛋白片段互补技术构建的传感体系。以荧光蛋白为信号元件的分子互补系统主要包括双分子荧光互补(bimolecular fluorescent complementation, BiFC)和三分子荧光互补(trimolecular fluorescence complementation, TriFC)系统等。 BiFC技术通过对荧光蛋白进行基因剪接, 将其分割为自发无荧光的N端与C端片段, 分别与一对待测靶蛋白融合表达。若该对靶蛋白相互作用, 则带动两荧光蛋白片段在空间上靠近, 通过结构互补实现荧光蛋白分子的重构与荧光恢复; 反之则无荧光信号产生(图5C)。目前, BiFC探针已广泛应用于蛋白−蛋白相互作用研究, 是寻找疾病治疗靶标和药物的有效工具。在此基础上, 进一步衍生出BiFC‑FRET融合系统, 通过分割FRET受体实现对多蛋白相互作用的协同检测。BiFC也广泛用于病毒与宿主相互作用研究, 对揭示病毒生命周期和致病机制具有重要意义。 Aslam等为研究甲型流感病毒1(nonstructural protein1, NS1)蛋白与PI3K的相互作用, 构建了BiFC平台以追踪病毒蛋白对宿主信号复合物的重编程过程。该平台将YFP的N端片段(YN)与PI3K催化亚基p110α/β/δ的N端融合, YFP的C端片段(YC)则与调节亚基p85α/β的C端融合, 只有当两者正确组装为功能性异源二聚体时方可恢复YFP荧光, 从而实现对不同PI3K异二聚体的选择性追踪。研究发现NS1特异性结合p85β, 并通过p110亚型(α/β/δ)决定PI3K复合物的亚细胞定位与功能走向。PI3K催化与调节亚基上的临床致癌突变可模拟NS1诱导的效应, 部分弥补因p85β结合缺陷所致的病毒适应性损失。该研究以单一YN/YC片段对成功解析了PI3K七种亚型的动态命运, 实现致癌信号活细胞可视化, 充分体现了BiFC在操作简便性、系统通用性及实时动态跟踪方面的显著优势。基因编码荧光传感器以遗传密码为蓝本, 通过分子自组装形成内源荧光团, 突破传统生化方法在实时性与空间分辨率上的局限性, 实现了从单细胞到细胞器层面的精准定量, 为揭示药物扰动下的代谢与信号网络变化。其优势包括生物相容性、亚细胞定位精准、遗传性稳定及分辨率高, 可追踪毫秒级动态与亚微米结构。目前该技术已广泛应用于药物高通量筛选、代谢网络可视化及疾病代谢异常的早期诊断等领域。 3.3 化学遗传学化学遗传学(chemical genetics)是以小分子化合物为工具, 通过干扰或调节生理过程研究蛋白质功能及生命现象, 其目标是解析基因表达机制与药物靶标发现。化学遗传学分为正向与反向两种策略(图8)。正向化学遗传学(forward chemical genetics)从表型出发, 通过高通量筛选寻找可引起特定表型变化的活性分子, 进而解析其作用靶标, 可理解为“基于表型的药物发现”。反向化学遗传学(reverse chemical genetics)则从靶标出发, 筛选能特异性结合目标蛋白的化合物, 通过观测其在生物系统中引发的表型变化, 揭示该蛋白的生物学功能, 可理解为“基于靶标的药物发现”。化学遗传学融合了化学工具的精确性与遗传学的逻辑框架, 为揭示生命机制和加速药物研发提供了有力且灵活的研究路径。此两类研究策略均高度依赖于高通量筛选和大规模化合物库等技术, 以实现对大量化合物的快速评价。 3.3.1 DNA编码文库 DNA编码化合物库(DNA Encoded Compound Library, DEL)作为新兴高通量筛选平台, 融合了组合化学与遗传条形码技术, 可针对多种生物靶标快速筛选小分子配体。近三十年来, DEL凭借库容量大、化学空间广、通量高、周期短、成本低及操作简便等优势备受关注, 并在多个药物靶标上取得了显著进展, 成为药物发现前沿技术之一。传统DEL多依赖经验性、广谱性建库策略, 常致命中率低、脱靶效应明显及药物相关结构多样性受限等问题。近年来, 该技术正逐步从盲筛工具转向更为理性、精准为导向的筛选策略。 3.3.2 靶标去卷积(target deconvolution) 靶标去卷积旨在系统鉴定化合物调控的基因、蛋白与信号通路, 对于化学基因组学及药物研发具有核心价值。它不仅能指导先导物优化、阐释药物作用机制, 还有助于揭示新的生物学通路, 并为基于个体遗传或蛋白表达特征的精准医疗提供依据。常用方法涵盖基因操作(转录组测序、RNA干扰、CRISPR技术)、代谢组学、化学蛋白质组学及计算生物学预测等。相较于遗传学方法的表型模拟度不足、代谢组学的网络复杂性、计算方法的可靠性争议, 化学蛋白质组学直接聚焦于功能蛋白, 提供了一种更为直接、无偏倚的靶标发现路径。作者所在团队长期致力于转录因子Nrf2的药物化学生物学研究。Nrf2在多种癌症中呈组成性激活, 是驱动肿瘤进展及化疗/放疗耐药的关键致癌因子, 但是对靶向Nrf2的有效治疗策略知之甚少。基于此, ①首先建立细胞内荧光素酶报告基因系统对内部化合物库进行表型筛选, 发现可在细胞内抑制Nrf2活性的小分子19; ②随后设计了基于ABPP的光亲和探针20用于靶标富集, 经质谱鉴定其结合靶标为14-3-3ζ; ③通过ITC、SPR、MST等生物物理法及CETSA实验验证结合; ④通过位点突变等遗传学手段, 精确解析WS3与14-3-3ζ的结合模式, 发现其作用于14-3-3ζ的二聚体别构腔穴, 诱导14-3-3ζ构象变化, 阻断其与pGSK3β的互作, 进而促进pGSK3β对Nrf2的磷酸化, 最终激活β-TrCP/CUL1介导的Nrf2泛素化降解通路; ⑤功能实验证实19可有效诱发氧化应激, 并增强Nrf2驱动型肿瘤对化疗及铁死亡的敏感性, 于表型层面完成了从发现到验证的研究闭环(图11A)。该研究从表型筛选出发, 通过化学蛋白质组学指导的靶标去卷积, 成功将19的靶标从“黑箱”状态精确解析至14-3-3家族蛋白, 为开发靶向14-3-3的别构抑制剂、治疗Nrf2高表达肿瘤奠定了基础。前已提及, 分子胶与PROTAC等降解剂, 相较传统依赖高亲和力结合的化学探针, 具有独特优势: 它们不要求强靶标结合力, 尤其适用于结合活性适中或非共价的弱相互作用靶标; 且以“降解”替代“结合”, 可有效规避传统小分子探针的假阳性结果, 因而成为靶标去卷积研究中的重要工具。例如, 为探寻兼具抗衰老与抗阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease, AD)效应的安全持久疗法, Sun等构建了一套AI引导的筛选系统——通路与转录组驱动的药物疗效预测器, 从92种已上市助眠药物中筛选出褪黑素(melatonin, 21)显示其具有双重抗衰老与抗AD潜力。临床样本分析和体内外实验证实21可挽救认知功能、抑制神经炎症并缓解衰老相关表型。在靶标确证环节, 研究团队设计了靶向降解21的PROTAC分子22, 采用DBPP技术进行靶标去卷积, 鉴定出组蛋白乙酰转移酶p300为21的直接作用靶标(图11B)。进一步结合转录组测序等靶标去卷积技术, 辅以药理学验证, 揭示21特异性作用于位于超增强子区域的p300/SP1转录复合物, 从而强烈驱动昼夜节律关键调控因子BMAL1的转录激活。在AD与细胞衰老模型中均证实了21的治疗效果, 显示其通过多靶标协同作用同时缓解衰老标志与AD病理的能力。该研究整合AI药物发现与PROTAC驱动的靶标去卷积策略, 为衰老相关神经退行性疾病的多靶标药物研发提供了新路径。利用组学技术开展分子胶药物的发现和靶标去卷积, 已成为当前药物发现领域的前沿方向。近日, Lu等报道了一种靶向人抗原R(human antigen R, HuR)的分子胶降解剂用于BRAF突变结直肠癌的治疗。研究人员设计了包含逾万种化合物的CRBN结合分子库, 借助串联质谱标签定量蛋白质组学, 在CRBN野生型与敲除细胞中筛选出RNA结合蛋白HuR为CRBN依赖性降解靶点, 并优化获得高效分子胶降解剂23, 其半数降解浓度低至3.8nmol·L-1, 最大降解率达96%。冷冻电镜解析了CRBN-23-HuR复合物结构。CRISPR敲除实验表明, BRAF突变结直肠癌细胞对HuR缺失高度敏感, 证实23的抗癌效果依赖HuR降解。RNA测序揭示, 23通过降解HuR, 使后者对BRAF的剪接调控功能丧失, 从而抑制BRAF蛋白合成及下游MAPK通路。23在BRAF抑制剂耐药及患者来源异种移植的结直肠癌模型中均显示出良好的口服抗肿瘤活性和耐受性(图11C)。该研究首次将分子胶降解剂的靶标拓展至“难成药”的RNA结合蛋白家族, 为靶向该类蛋白开辟了新的药物开发范式。为规避上述问题, 研究中应采用多维度全局分析策略: ①以全蛋白质组学为核心工具, 无偏覆盖尽可能全面的蛋白表达谱; ②设计多层次对照实验, 包括溶剂对照、非活性类似物、E3配体单独处理及时间/剂量梯度, 以区分非特异性降解的干扰; ③结合邻近标记、热稳定性分析和遗传学验证等正交方法, 对蛋白质组学发现的候选靶标进行交叉确认, 从而将真实靶标效应与脱靶及间接效应可靠区分。综上所述, 正向和反向化学遗传学二向并进的技术体系, 映射出化学遗传学“分子干预”与“靶标回归”之双重逻辑。正向策略以表型为始, 依赖高效靶标捕获技术逆向溯因; 反向策略则由靶标出发, 理性构建, 仰赖纯化蛋白以验证分子机制。二者相辅相成, 共构活性分子发现与功能阐释的闭环。融合结构生物学与计算化学, 不仅加速配体优化进程, 更使反向设计渐从经验走向理性, 从微观结构预见宏观表型, 进一步强化化学工具在系统生物学中的解析能力。 4 总结与展望未来药物化学与药物发现领域将步入诸法融汇、百工出新、精微致用的变革期。尽管近几十年来药物研发领域成本投入不断增长, 药物研发生产力却显著下降(即反摩尔定律, Eroom′s Law), 药物开发面临多重挑战。基于机制的药物发现取决于药物靶标的确定; 同时, 随着对分子、细胞和整体层面认知的不断深化, 大量蛋白质被确认为潜在靶标, 从而对加速药物发现方法提出了迫切需求。化学生物学凭借其强大且持续演进的工具箱, 成功地将表型药物发现从一项经验性、不确定性的探索, 转变为一条可系统解析、精准干预的科学路径。它不仅充当了连接表型与靶标的关键桥梁, 更孕育了相分离调节剂、PROTAC、分子胶等一系列全新的药物作用模式。诸技合流, 正赋予研究者前所未有的、全景式的药物研发洞察力。文中代表性技术的优势、局限及适用场景总结于表1。总而言之, 化学生物学与药物化学的紧密协同, 正共同引领药物研发进入一个靶标与表型互作并重、理性设计与创新发现交融的新纪元。唯有持续深化这一交叉领域的投入与创新, 方能不断揭示生命机制的深层次奥秘, 以应对日益复杂的疾病挑战。正是: 时兴药物著玲珑, 药物化学主其中。上溯化学生物学, 下接制剂倚工程。茫茫分子若瀚海, 细细筛出赖表型。表型靶点当互作, 生物鹊桥跨长空。亲和钓饵捕精髓, 质谱分痕辨是非。筛测酶活亲和力, 荧光热稳共振微。共价靶标不可逆, 转录谱图察变机。数策同勘凝佐证, 表型靶点自昭晖。作者贡献陆朦辰负责文章资料收集与撰写; 尤启冬、郭宗儒负责文章的选题与修改。参考文献详见《药学学报》2026年凡默谷近期的免费公开课 2026年8月6日14:00-15:30，凡默谷技术支持朱慧敏老师将分享《如何在Monolix中重现NONMEM案例》公开课。欢迎您报名参加本次公开课。，查看详情免责声明返回搜狐，查看更多

2026-07-01

·青蓝indigoblue

衰老干预靶点分析报告

一、引言：衰老标志的演进脉络 "衰老标志"（Hallmarks of Aging）框架是国际衰老生物学领域最具影响力的理论体系之一。自 2013 年 López-Otín 团队在Cell首次提出以来，该框架持续吸纳新发现并演进： 2013 年：提出9个核心标志，奠定衰老机制的分子与细胞基础。 2023 年：扩展为12个标志，新增巨自噬失能、慢性炎症和肠道菌群失调。 2025 年 4 月：Kroemer、López-Otín 等人在Cell发表里程碑综述，将标志体系扩展至14个，新增细胞外基质变化（Extracellular Matrix Changes）与心理-社会隔离（Psychosocial Isolation）两大维度，标志着衰老研究正式从"纯生物机制"走向"生物-心理-社会-环境"整合医学范式。以下按主要标志→拮抗标志→整合标志三层分类法，系统梳理 14 个衰老标志及其核心干预靶点。二、14 个衰老标志与核心干预靶点（一）主要标志（Primary Hallmarks，5 项）这类标志是衰老的原始损伤来源，由内源性（代谢副产物）或外源性（环境因素）损伤直接引发。序号标志核心机制关键干预靶点代表性策略/分子 1 基因组不稳定性 Genomic Instability DNA 损伤累积（氧化、复制错误、外源诱变剂），修复机制（BER/NER/HR/NHEJ）效率随龄下降 PARP1, ATM/ATR, SIRT1/6, DNA-PK NAD⁺前体（NMN/NR）增强 PARP1 修复活性；SIRT 激活剂（白藜芦醇衍生物）；ATM/ATR 通路调节剂 2 端粒磨损 Telomere Attrition 端粒重复序列随每次细胞分裂缩短，触发 DDR 及 p53/p21/p16 介导的复制性衰老 TERT（端粒酶催化亚基）, shelterin 复合体, p53, p16INK4a 基因治疗（AAV-TERT 递送）；端粒保护小分子筛选；环黄芪醇（临床证据有限，需审慎评估） 3 表观遗传改变 Epigenetic Alterations DNA 甲基化模式漂移（表观遗传时钟加速）、组蛋白修饰失衡（H3K27me3/H4K16ac）、染色质重塑异常 DNMTs, HDACs, HATs, KDMs, Yamanaka 因子（OSKM）表观遗传重编程（间歇性 OSKM 表达）；HDAC 抑制剂（丁酸盐）；去甲基化药物（5-氮杂胞苷） 4 蛋白质稳态丧失 Loss of Proteostasis 错误折叠蛋白聚集（淀粉样蛋白、TDP-43 等），UPS 与自噬-溶酶体通路功能衰退 HSP70/HSP90, mTOR, USP14, ATG 家族 HSP70 诱导剂（雷公藤红素 Celastrol）；mTOR 抑制剂（雷帕霉素）；分子伴侣辅助（海藻糖 Trehalose） 5 巨自噬失能 Disabled Macroautophagy（2023 新增）自噬体形成与溶酶体融合效率下降，"细胞垃圾"清除不足，加剧蛋白聚集与受损细胞器堆积 ULK1, LC3B, TFEB, Beclin-1, P62 亚精胺（Spermidine）；雷帕霉素；卡路里限制模拟物；海藻糖（自噬诱导，间接活化 TFEB）说明：标志 1： PARP 抑制剂通过抑制 PARP1 活性发挥合成致死效应，无证据支持低剂量可增强DNA修复。NAD⁺前体通过补充 PARP1 底物（NAD⁺）间接增强修复能力，机制清晰。标志 4：格尔德霉素是HSP90抑制剂，通过抑制分子伴侣功能促使客户蛋白降解，属于破坏蛋白质稳态的策略，与"恢复稳态"目标相悖。雷公藤红素是已知 HSP70 诱导剂，通过增强分子伴侣网络恢复蛋白折叠能力。标志 5：海藻糖主要来自噬诱导（ULK1/Beclin-1）和 HSP 辅助，对 TFEB 的间接活化。（二）拮抗标志（Antagonistic Hallmarks，3 项）这类标志是细胞对主要损伤的代偿性反应，生理水平下发挥保护作用，但过度或持续激活时反而加速衰老。序号标志核心机制关键干预靶点代表性策略/分子 6 营养感应失调 Deregulated Nutrient Sensing GH/IGF-1 轴及 mTORC1 过度激活，AMPK/SIRT1/FOXO 等饥饿应答通路被抑制 mTORC1, AMPK, IGF-1R, SIRT1/3, FOXO3a 雷帕霉素及衍生物（依维莫司 Everolimus）；二甲双胍（AMPK 激动剂）；NAD⁺增强剂 7 线粒体功能障碍 Mitochondrial Dysfunction ETC 泄漏致 ROS 爆发，ATP 合成下降，线粒体动力学失衡，线粒体自噬（Mitophagy）受阻 PGC-1α, NRF1/2, SIRT3/5, PINK1/Parkin, Urolithin A 靶点 Urolithin A（线粒体自噬诱导剂）；MitoQ；NAD⁺前体；SS-31（Elamipretide） 8 细胞衰老 Cellular Senescence SnC 在组织内累积，分泌 SASP（IL-6、IL-8、MMPs 等），损害组织微环境 BCL-2/BCL-xL, p16INK4a, p53, USP7, NF-κB Senolytics（清除）：达沙替尼+槲皮素（D+Q）、Fisetin、Navitoclax（ABT-263）；Senomorphics（SASP 抑制）：JAK 抑制剂（Ruxolitinib）、mTOR 抑制剂说明：标志 8：UNITY Biotechnology 的 D+Q 在骨关节炎II期已终止（2023 年未达主要终点），IPF 数据亦有限。当前 Senolytics 临床重心已转向Fisetin（Mayo Clinic 主导）和Navitoclax衍生物（如 UBX1325，BCL-xL 选择性更高、血小板脱靶减少）。应用层面审慎评估 D+Q 前景。（三）整合标志（Integrative Hallmarks，6 项）这类标志是前两类长期作用的最终结果，体现在组织、器官及全身系统层面的功能衰退。2025 年新增 2 项均归入此类。序号标志核心机制关键干预靶点代表性策略/分子 9 干细胞耗竭 Stem Cell Exhaustion 成体干细胞增殖分化能力下降，组织再生与损伤修复能力丧失 Wnt/β-catenin, Notch, Hippo/YAP/TAZ, Oct4, NANOG 干细胞外泌体疗法；组织微环境重建；表观遗传重编程；GH 脉冲调节 10 细胞间通讯改变 Altered Intercellular Comm. 内分泌、旁分泌、神经递质和电信号网络老化，细胞间协调性下降外泌体及其 miRNA/蛋白载荷, NF-κB, NLRP3 炎症小体年轻血浆置换/稀释；工程化外泌体靶向递送；抗炎生物制剂（Canakinumab 等） 11 慢性炎症 Chronic Inflammation（2023 新增） Inflammaging，由 DAMPs、SASP、菌群产物共同驱动 NLRP3, IL-1β, IL-6, TNF-α, COX-2, NF-κB IL-1β 单抗（Canakinumab）；IL-6 抑制剂（Tocilizumab）；NLRP3 抑制剂（MCC950/OLT1177）；Omega-3/姜黄素 12 肠道菌群失调 Dysbiosis（2023 新增）微生物多样性下降，产 SCFA 菌减少，肠屏障通透性增加（"肠漏"），肠-脑/肠-免疫轴紊乱 SCFA 受体（GPR41/GPR43）, 胆汁酸受体（TGR5/FXR）, TLR4 益生菌/益生元/后生元；FMT；高膳食纤维；噬菌体疗法 13 细胞外基质变化 ECM Changes（2025 新增） ECM 组成（胶原/弹性蛋白比例）、交联程度（AGEs 累积）及粘弹性随龄改变，YAP/TAZ 机械力传导异常 HAS, MMPs, LOX, RAGE 抗糖化剂（ALT-711/氨基胍）；透明质酸补充；ECM 重塑肽；MMP 活性调节剂 14 心理-社会隔离 Psychosocial Isolation（2025 新增）社会关系剥离激活 HPA 轴，皮质醇慢性升高，诱发外周免疫代谢紊乱及神经炎症，加速表观遗传时钟；孤独感为独立死亡预测因子 HPA 轴（CRH/ACTH/皮质醇）, β-肾上腺素受体, BDNF, OXTR（催产素受体）社会心理干预：社群参与、CBT、宠物陪伴、数字化社交支持、社会处方（Social Prescribing）；神经内分泌调节：β受体阻滞剂（普萘洛尔）说明：标志 12：补充SCFAs的表观遗传调控机制——丁酸盐等 SCFAs 不仅是能量底物，更是HDAC抑制剂，可通过调控组蛋白乙酰化影响炎症基因表达，是菌群-衰老关联的核心机制之一。标志 14：社会处方——英国 NHS 已纳入初级医疗，有系统综述支持其对心理健康和全因死亡率的改善。三、干预策略的风险-收益评估干预策略潜在收益主要风险/限制证据等级雷帕霉素（mTOR 抑制）延长模式生物寿命；增强免疫记忆免疫抑制（感染风险↑）；口腔溃疡；血脂异常临床前 → 早期临床 Senolytics（D+Q/Fisetin）清除 SnC；改善组织功能可能影响伤口愈合；对正常细胞脱靶；UNITY 骨关节炎试验终止 II 期（部分终止） NAD⁺前体（NMN/NR）增强 DNA 修复；改善线粒体功能长期安全性数据不足；可能促进某些肿瘤生长（NAD⁺为肿瘤细胞增殖所需） I–II 期表观遗传重编程（OSKM）逆转表观遗传年龄；恢复细胞可塑性肿瘤发生风险（c-Myc 为原癌基因）；重编程不完全致部分去分化临床前 → 探索性临床二甲双胍 AMPK 激活；代谢改善；TAME 试验中维生素 B12 缺乏；胃肠道反应；乳酸酸中毒（罕见）大规模观察 + TAME 社会处方降低孤独感；改善心血管和认知结局依从性差异大；效果受社会文化背景影响多项 RCT + 系统综述四、总结与应用逻辑1. 层级递进，多维联动抗衰老干预正从"单一靶点"转向"多层级联合干预"，有效方案应同时覆盖多个标志：线粒体功能（7）+ 慢性炎症（11）+ 巨自噬（5）三者相互强化，构成"代谢-炎症-清除"恶性三角；表观遗传重编程（3）+ 干细胞再生（9）的结合被认为是逆转组织衰老最具潜力的路径之一，但需警惕肿瘤风险；心理-社会隔离（14）的纳入意味着抗衰老方案必须整合行为与社会维度，单纯分子干预无法覆盖。2. 2025–2026 前沿趋势方向现状关键进展部分重编程疗法 Altos Labs、Turn Biotechnologies 推进中，尚无已发表的注册性临床数据间歇性 OSKM 表达优化；非整合型 mRNA 递送降低肿瘤风险 Senolytics D+Q 骨关节炎 II 期已终止；Fisetin 进入 Mayo Clinic II 期新一代（UBX1325 等）靶向 BCL-xL，选择性更高、血小板脱靶更少精准菌群干预 FMT 在认知衰老中证据主要来自动物模型，人类试验规模小、异质性大工程化益生菌（产丁酸盐菌株）进入早期临床心理-社会维度社会处方在英国 NHS 推广；数字化社交支持兴起 2025 Nature AgingLyons et al. 发表社会压力诱导 p16 介导 SnC 累积的机制研究，为生物-社会整合提供分子锚点 3. 核心文献支撑 [1]. 9→12 标志更新：López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G.Hallmarks of aging: An expanding universe. Cell. 2023;186(2):243-278. [2]. 14 标志框架（2025）：Kroemer G, Maier AB, Cuervo AM, et al.From geroscience to precision geromedicine: Understanding and managing aging. Cell. 2025;188(8):2043-2062. [3]. 社会压力与细胞衰老：Lyons CE, Pallais JP, McGonigle S, et al.Chronic social stress induces p16-mediated senescent cell accumulation in mice. Nat Aging. 2025;5(1):48-64. [4]. 社会处方系统综述：Wang F, Gao Y, Han Z, et al.A systematic review and meta-analysis of 90 cohort studies of social isolation, loneliness and mortality. Nat Hum Behav. 2023;7(8):1307-1319. [5]. 靶点干预综合综述：Sanada F, Taniyama Y, Muratsu J, et al.Targeting the hallmarks of aging: mechanisms and therapeutic opportunities. Front Cardiovasc Med. 2025;12:1523678.五、未竟问题与建议 1. 性别差异：衰老标志的表现和干预响应存在显著性别二态性。例如雌性小鼠对 Senolytics 的清除效率与雄性不同，雌激素对自噬和线粒体功能有调控作用。应用层面建议纳入性别分层分析。 2. 物种保守性：哪些标志在酵母、线虫、小鼠和人类中保守，对模式生物→临床转化至关重要。2025 综述强调了gerogenes（促衰老基因）与gerosuppressors（抗衰老抑制基因）的跨物种保守性，可作为筛选靶点的优先框架。 3. 2025 综述的深层范式转移：该文不仅扩展标志数量，更提出"精准老年医学"（Precision Geromedicine）概念——将多组学生物标志物、临床指标、数字生物标志物与心理社会画像整合，实现个体化抗衰老干预。这要求未来靶点分析报告必须包含"整合干预设计"维度，而非仅罗列分子靶点。六、从靶点到方案：整合干预设计示例以"代谢-炎症-清除"恶性三角（标志5/7/11）为例，设计一个联合干预窗口：诱导期（0-3月）：亚精胺（自噬诱导）+ Omega-3（炎症抑制）强化期（3-6月）：Urolithin A（线粒体自噬）+ 间歇性卡路里限制维持期（6月+）：社会处方（标志14）+ 高纤维饮食（标志12）配合多组学监测（DNA甲基化时钟、炎症因子谱、肠道菌群α多样性），实现个体化剂量调整。

100 项与格尔德霉素相关的药物交易

登录后查看更多信息