蛋白二硫键异构酶（Protein Disulfide Isomerase, PDI）是内质网中维持蛋白质折叠稳态的关键氧化还原酶和分子伴侣。近年来研究表明，PDI在多种肿瘤中高表达，尤其在胶质母细胞瘤（Glioblastoma, GBM）中与肿瘤细胞的生存、侵袭和耐药密切相关，因此被认为是有潜力的抗肿瘤治疗靶点。已报道的PDI抑制剂大多通过直接修饰其催化半胱氨酸发挥作用，这种策略选择性相对不足、脱靶风险高、临床转化难度大。如何在保证抑制活性的同时提高对PDI的家族选择性，是该领域面临的难题。

 

    针对这一问题，本研究通过高通量筛选，从药物样化合物库中发现了PDI抑制剂先导化合物TC8026。随后，研究团队以其为基础进行系统的药物化学优化，构建了一类以pyrrolo[2,3-d]pyrimidin-4-one为核心骨架的新型抑制剂系列，其抑制活性相较先导化合物最高提升约20倍。代表性化合物30w、30z、30aa和30ab在体外表现出强效的PDI抑制能力，并在多种胶质母细胞瘤细胞中显著诱导内质网应激和细胞凋亡。其中，化合物30z在U251异种移植瘤小鼠模型中显著抑制肿瘤生长，显示出良好的体内抗肿瘤效果。

 

    机制研究揭示这一系列化合物不同于传统PDI抑制剂的作用方式。研究发现，小分子并非直接攻击PDI的催化半胱氨酸，而是先结合于PDI的b′结构域变构口袋，通过与关键残H256和F304的相互作用扰动底物结合界面，并诱导蛋白构象发生重排。这种构象变化暴露出一个原本“隐藏”的非催化半胱氨酸残基C312，随后小分子再与C312发生共价反应，从而实现对PDI的稳定抑制。由于C312在PDI家族中具有独特性，该策略显著提高了抑制剂的靶点选择性，避免了传统共价抑制剂普遍存在的广谱反应性问题。

 

    中国科学院遗传与发育生物学研究所艾有为研究员、天津医科大学闫博副研究员以及中国医学科学院/北京协和医学院药物研究所卢诗超研究员为共同通讯作者。遗传发育所研究生张邱林、林海文、袁家藩、王皓天及协和药物所张世鹏为共同第一作者。该研究成果2026年1月23日在线发表在药物化学专业期刊Journal of Medicinal Chemistry（DOI:10.1021/acs.jmedchem.5c03058），该工作获得基金委、科技部、北京市、中国科学院、中国医学科学院的相关经费支持。

 

 

本研究发现简图