PGK1是糖酵解通路中首个ATP生成酶，兼具蛋白激酶活性，在胰腺癌等多种恶性肿瘤中过表达，是极具潜力的代谢治疗靶点。然而，现有PGK1抑制剂普遍面临口服生物利用度差、脱靶效应严重等瓶颈，急需开发新型强效、高选择性、可口服的PGK1抑制剂。

近日，浙江大学转化医学研究院/医学院附属第一医院/国家基础科学中心吕志民教授团队和浙江大学医学院附属第二医院韩欣研究员团队在药物化学权威期刊Journal of Medicinal Chemistry上发表了一篇题为"新型强效口服PGK1抑制剂C67−47的发现及其在胰腺癌治疗中的应用"的研究论文，报道了一种新型具有口服活性的高选择性PGK1抑制剂C67−47的发现历程。

该团队首先基于PGK1晶体结构建立高通量虚拟筛选平台，利用ChemDiv数据库中约150万个小分子结构进行PGK1结构为基础的虚拟筛选获得先导化合物C67，根据PGK1结构域（如N端底物结合区与C端ATP结合区）的结构信息进行理性药物设计，经系统SAR优化——环己胺替换、苯环位点修饰及[1,3]二氧五环环化——最终获得最优分子C67−47（IC₅₀ = 0.48 μM，Kd = 63 nM）。

靶向选择性评价中，研究者在5μM浓度下对该化合物进行了涵盖330种激酶的广泛筛选，结果显示仅PLK1的抑制率超过90%，后续ADP-Glo实验测定C67−47对PLK1的IC₅₀为2.86 ± 0.42μM；此外，超过93%的激酶抑制率低于50%。上述数据表明C67−47是一种具有有限脱靶活性的选择性PGK1抑制剂。且分子对接分析显示化合物9和42（C67−47）均靶向PGK1的ADP结合口袋，且C67−47的结合亲和力优于其母体化合物；化合物9的2,6-二甲氧基苯环和C67−47的[1,3]二氧五环占据由VAL341、GLY340、VAL339、PRO338、GLY213、ALA214等残基组成的活性位点，并与PHE291形成共轭相互作用，而化合物43的[1,4]二氧六环因尺寸过大无法有效结合该口袋，与其活性降低一致。体外酶学实验证实C67−47的IC₅₀为480 ± 180nM，较化合物9（840 ± 180nM）提升1.75倍；其糖酵解活性抑制IC₅₀为370 ± 110nM。热位移实验显示C67−47使PGK1熔解温度升高4.52 °C，生物层干涉技术测定其Kd为63 nM，细胞热位移实验则证实C67−47在细胞水平有效保护PGK1免受热变性。以上结果均表明化合物C67−47高选择性靶向PGK1。

抗肿瘤评价中，C67−49和C67-47在七种胰腺癌细胞中均展现强效抗增殖活性。药代动力学显示其在小鼠和大鼠中口服生物利用度可达100%，小鼠药效学数据显示，口服给药C67-49和C67-47可以显著抑制肿瘤的生长，在胰腺癌KPC1199和Panc02小鼠模型中的抑瘤率分别为58%和80%，且不影响小鼠体重。尤其是化合物C67-47，具有较为理想的ADMET参数，在五种物种（小鼠、大鼠、犬、猴、人）的血浆稳定性和血浆蛋白结合评价中，C67−47表现出良好的血浆稳定性及可接受的PPB（98.87%–99.74%），且对七种CYP450亚型在10 μM浓度下均无显著抑制，对hERG通道在30 μM下也无抑制，表明其安全性特征良好。该研究成功克服了PGK1抑制剂的口服成药性瓶颈，为胰腺癌代谢靶向治疗提供了"first-in-class"临床前候选化合物。

靶向糖酵解已成为癌症治疗的有前景策略，尤其对于高度依赖有氧糖酵解的胰腺癌。本研究以连接糖酵解与三羧酸循环的关键酶PGK1为新型治疗靶点，通过高通量虚拟筛选并经过详细的基于结构的构效关系研究获得新型高效、高选择性、可口服的PGK1抑制剂C67-47，初步完成了化合物C67-47的临床前成药性评价，为靶向PGK1治疗胰腺癌提供了强有力的数据支撑。

本研究论文的共同第一作者为吕志民团队的已毕业博士生蒋孝明、在读博士生赵红以及韩欣团队的已毕业硕士生刘利华、在读博士生杨弘力。共同通讯作者为浙江大学医学院附属第一医院/转化医学研究院的吕志民教授和浙江大学医学院附属第二医院/转化医学研究院的韩欣研究员。