背景
溶血磷脂酸(lysophosphatidicacid,LPA)是细胞内和细胞外信号转导的重要磷脂信号分子，通过作用于特定的G蛋白偶联受体（GPCR）LPAR1-6而发挥其生理作用。众多研究表明LPA信号的下调对多种疾病有效，例如肿瘤转移，纤维化，瘙痒，多发性硬化，炎症等。
而LPA的首要来源是Autotaxin(ATX)将体内的血磷脂酰胆碱（LPC）转化为LPA（图1）。
图1ATX的功能及代表性的ATX抑制剂
其中，Autotaxin(ATX)是自分泌运动因子(AutocrineMotilityFactor,AMF)家族成员之一，是一种分泌性糖蛋白,具有溶血磷脂酶D的活性。
在结构上，ATX由两个N端生长介素B（SMB）样域，一个中央催化磷酸二酯酶（PDE）域和一个无活性的核酸酶样域组成。催化双锌位点通过T-型三脚架连接至疏水口袋和部分“疏水腔”（图2）。该疏水腔被称为变构位点，结合了类固醇分子以及LPA产物，这导致了ATX催化效率的调节，而疏水口袋则被称为正构位点。
图2ATX的结构和活性位点，IX型抑制剂PF-(红色)和VI型抑制剂GLPG-(*色)在活性位点处的重叠
根据结合位点的不同，可以将ATX小分子抑制剂分为四种不同的类型（I，II，III和IV）。
PF-和GLPG-是代表性的I型和IV型ATX抑制剂，它们在ATX抑制剂中具有相似的结合模式。然而，PF-以及以裸露羧酸为特征的II型和III型抑制剂，由于其可药物性较差，目前尚没有抑制剂进入临床试验（图1）。
迄今为止，唯一的临床候选药物是IV型抑制剂GLPG-。通常，IV型抑制剂可通过同时占据“疏水腔”和疏水口袋，避免底物与锌原子的任何相互作用，以此阻止LPA衍生物与ATX的结合。
尽管所有类型的ATX抑制剂均会阻止LPA的形成，但IV型抑制剂也可能会阻止LPA通过ATX通路的转运及向LPA受体的传递。IV型ATX抑制剂的这一优势，使其在ATX-LPA通路相关疾病中的应用前景更为广阔。
概览
沈阳药科大学翟鑫和马恩龙课题组合作，通过高通量筛选（HTS）得到吲哚-3-羧酸苗头化合物（IC50：nM），并通过系列优化得到了优选化合物59和66（图3）。
图3基于吲哚结构的ATX抑制剂的结构优化过程
优化过程
为了得到非酸性小分子及更好的成药性将羧酸结构替换。
首先将羧酸替换为酰腙linker，并在linker接疏水取代基，以期更加充分占据疏水腔。其中，乙基被引入吲哚的吡咯烷NH位置以便更好的占据口袋，然而第一次优化尝试是失败的，最佳化合物仅仅μM活性（表1）。
表1基于酰腙结构的SAR
而将吲哚的乙基取代替换为药物化学中更加常见的甲基，相对乙基取代，活性大大下降（表2）。
表2将吲哚NH处的乙基替换为甲基
作者猜测吗啉等胺类取代可能延伸至溶剂区，因此在噻唑末端引入羟基以增强活性，结果显示大多数化合物IC50值处于nM水平（表3）。
表3在胺类取代基末端引入羟基
化合物47的对接结果显示，吲哚骨架和Phe及Phe形成π-π相互作用，此外噻唑环与Trp也形成了另一个π-π相互作用，而引入的羟基按照推测成功伸入溶剂区域，4-F苯基则占据了疏水口袋（Phe-Phe-Trp）。47与阳性GLPG-重叠后有具有相似性，然而由于酰腙中的刚性羰基使4-F苯基未完全占据疏水口袋（图4）。
图4化合物47与ATX的对接模型及与GLPG-的重叠
为了改善linker的柔性，氨基甲酸酯被引入将酰腙替换（图5）。分别将优选的取代基引入讨论构效，其中，化合物59的IC50值仅1.01nM（表4）。对接结果显示59的3,4-二氟苯基更加完全的占据了疏水口袋（图6）。
图5将刚性的酰腙替换为柔性的氨基甲酸酯
表4将酰腙替换为氨基甲酸酯
图6化合物59与ATX的对接模型及与GLPG-和PF-的重叠
将4-羟基哌啶替换为羟乙基哌嗪，并将3,4-二氟苯基替换为3,5-二氯苯基得到化合物66，IC50值仅为0.43±0.05nM（表4）。对接结果显示66氨基甲酸酯的NH与Phe形成氢键相互作用，由此限制其苯基的立体构象，使其更加充分占据疏水口袋。此外，66的羟基更加靠近溶剂区域并与Gly形成氢键（图7）。两个关键氢键的形成很好的解释了66优于阳性的活性。
图7化合物66与ATX的对接模型及与GLPG-和PF-的重叠
在博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中验证了化合物59和66的预防效果及治疗效果，就治疗效果而言。两个化合物在60mg/kg剂量下给药31天后，HE及Masson染色结果均显示肺纤维化得到改善，且66效果更佳，优于阳性药GLPG-（图8）。
图8化合物55与66改善了博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化
参考文献
HongruiLeietal.DiscoveryofNovelIndole-BasedAllostericHighlyPotentATXInhibitorswithGreatInVivoEfficacyinaMouseLungFibrosisModel.J.Med.Chem,.DOI:10./acs.jmedchem.0c
