由贝勒医学院细胞与生物学系的Sophia Y. Tsai、Ming-Jer Tsai发表的名为“Small-molecule inhibitor targeting orphan nuclear receptor COUP-TFII for prostate cancer treatment”的论文中，研究人员通过对ChemBridge化合物库进行高通量筛选，获得了一种高潜力的前列腺癌的孤儿核受体COUP-TFII抑制剂—CIA1。AbMole（奥默生物）是ChemBridge在中国的唯一官方指定合作伙伴。
COUP-TFII是一种孤儿核受体，是调控多种病理过程的重要分子靶点。COUP-TFII可以促进多种癌症类型的癌症生长和转移，如前列腺癌、肺癌和结肠癌。虽然，COUP-TFII已被证实可以作为多种疾病的靶点，但目前还没有有效的抑制剂。
因此，研究人员构建了基于COUP-TFII结合位点的荧光素酶报告基因系统，希望借助该系统从ChemBridge化合物库中筛选出新型COUP-TFII抑制剂。
首先，研究人员将COUP-TFII结合的启动子NGFIA的序列插入荧光素酶报告基因质粒中，构建出基于荧光素酶报告基因的COUP-TFII抑制剂筛选系统（图1A）。随后研究人员通过对ChemBridge化合物库中370276个化合物分别进行了三轮筛选，得到33个潜在的COUP-TFII抑制剂。之后，研究人员对这33个化合物进行活性的确认（图1B），最终得到化合物CIA1（图1C）。
图1A.利用293T细胞构建筛选COUP-TFⅡ抑制剂的体系。B.COUP-TFⅡ抑制剂的筛选流程。C. CIA1的结构。
接下来，研究人员设计实验探究CIA1如何作用于COUP-TFⅡ。研究人员进行了细胞热转移实验（CETSA），实验结果显示，CIA1能增强COUP-TFⅡ蛋白在高温下的稳定性，说明CIA1直接结合了COUP-TFⅡ蛋白（图2A）。紧接着，研究人员利用生物素化的CIA1进行pull-down实验，发现生物素化的CIA1既能够结合并减少293T细胞中外源性表达的COUP-TFⅡ，又能够结合并减少前列腺癌细胞LNCaP中本身表达的COUP-TFⅡ（图2B）。然后，研究人员还对COUP-TFⅡ重要的氨基酸残基进行突变，结果显示，突变了介导配体-受体结合的W249A和F253A后，生物素化CIA1结合COUP-TFⅡ蛋白能力下降（图2C）。进而说明，CIA1是通过结合COUP-TFⅡ蛋白配体-受体相互作用的结果域发挥抑制剂作用的。
图2A.CIA1处理后COUP-TFⅡ的CETSA结果。B.生物素化的CIA1对COUP-TFⅡ进行pull-down实验的结果。C.CIA1与各种突变的COUP-TFⅡ结合结果。
随后，研究人员考察了CIA1对前列腺癌的抑制作用，发现CIA1能剂量依赖性地降低多种前列腺癌细胞地细胞活力并抑制前列腺癌细胞地克隆形成（图3A、B）。同时，细胞侵袭实验结果表面，CIA1抑制了前列腺癌细胞侵袭（图3C），血管再生术实验则表面，CIA1抑制了内皮细胞的血管生成能力。
图3A. CIA1处理多种前列腺癌细胞系的细胞活力检测结果。B.CIA1处理后前列腺癌细胞克隆形成实验结果。C.CIA1处理后前列腺癌细胞侵袭实验结果。D.CIA1处理后血管再生术实验结果。
CIA1不仅能在体外抑制前列腺癌，在体内也展现出优越的抑制效果。研究者在LNCaP构建的前列腺癌动物模型中给予CIA1，结果显示，CIA1明显抑制肿瘤的体积和重量。（图4A、B）免疫荧光结果显示，CIA1处理后，肿瘤组织中Ki67水平下降，说明CIA1抑制了肿瘤增殖（图4C）。对肿瘤组织蛋白进行Western blot分析结果显示，CIA1抑制了COUP-TFⅡ靶基因对应的蛋白表达（图4D）最后，研究人员用免疫荧光实验检测了血管形成相关蛋白CD31的表达水平，发现CIA1抑制了CD31蛋白的表达，结果与血管再生术实验一致。（图4 E）
图4A. CIA1处理前列腺癌小鼠的肿瘤生长曲线。B.CIA1处理前列腺癌小鼠的肿瘤重量。C.CIA1处理后前列腺癌肿瘤组织Ki67的免疫荧光切片结果。D.CIA1处理后肿瘤组织相关蛋白的表达水平。E.CIA1处理后肿瘤组织CD31荧光切片结果。
综上所述，研究者利用了ChemBridge化合物库筛选出了孤儿核受体COUP-TFⅡ的抑制剂CIA1。该抑制剂是通过直接结合COUP-TFⅡ蛋白的配体-受体结合区域发挥作用，并可以在体内外抑制前列腺癌。AbMole（奥默生物）是ChemBridge在中国的唯一官方指定合作伙伴。
鸣谢：Wang L, Cheng CM et al. Sci Adv. 2020 Apr 29;6(18):eaaz8031.
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