I-BRD9（又稱GSK602，CAS號(hào)1714146-59-4）是一種基于噻吩并吡啶酮骨架的選擇性BRD9溴結(jié)構(gòu)域抑制劑，由葛蘭素史克（GSK）通過(guò)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)，并被結(jié)構(gòu)基因組學(xué)聯(lián)盟（SGC）納入表觀遺傳探針收藏庫(kù)。I-BRD9對(duì)BRD9的pIC??為7.3（TR-FRET實(shí)驗(yàn)），pKd達(dá)8.7（BROMOscan篩選），對(duì)BET家族的選擇性超過(guò)700倍，對(duì)高度同源的BRD7也有200倍以上的選擇性窗口，是迄今研究BRD9溴結(jié)構(gòu)域功能的核心工具化合物[1]。

靶點(diǎn)概覽：BRD9與ncBAF染色質(zhì)重塑復(fù)合物

BRD9（Bromodomain-containing protein 9）是一種含單個(gè)溴結(jié)構(gòu)域的表觀遺傳"讀取器"蛋白，隸屬于溴結(jié)構(gòu)域家族的一個(gè)小分支。人類BRD9基因通過(guò)可變剪接產(chǎn)生五種亞型，其溴結(jié)構(gòu)域能夠識(shí)別并結(jié)合組蛋白上乙酰化賴氨酸殘基，尤其是H3K27ac修飾[2]。

從功能定位看，BRD9是ncBAF（non-canonical BAF）染色質(zhì)重塑復(fù)合物的專一性亞基。哺乳動(dòng)物SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物分為三個(gè)亞型：BAF（cBAF）、PBAF和ncBAF，其中ncBAF的特征性亞基為BRD9和GLTSCR1。ncBAF通過(guò)BRD9的溴結(jié)構(gòu)域感知組蛋白乙?；瘶?biāo)記，定位至特定增強(qiáng)子區(qū)域，進(jìn)而調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄程序[2]。

BRD9在多種疾病中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在急性髓系白血?。ˋML）中，BRD9在AML細(xì)胞中過(guò)表達(dá)，其溴結(jié)構(gòu)域功能對(duì)AML細(xì)胞生長(zhǎng)至關(guān)重要——抑制BRD9溴結(jié)構(gòu)域可顯著降低AML細(xì)胞增殖，而對(duì)照細(xì)胞HEK293T受影響較小，提示AML對(duì)BRD9存在特異性依賴[2]。此外，BRD9還參與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、前列腺癌、結(jié)腸腺癌、胃腸道間質(zhì)瘤等多種腫瘤的調(diào)控，并在黑色素細(xì)胞分化和免疫應(yīng)答通路中發(fā)揮作用。

物化性質(zhì)與核心參數(shù)

I-BRD9的基本物化參數(shù)如下：

I-BRD9化學(xué)結(jié)構(gòu)式

在溶解性方面，I-BRD9在DMSO中的溶解度可達(dá)100 mg/mL（約200 mM），水相溶解度約300 μM（CLND法測(cè)定為359 μM），在DMF中溶解度為30 mg/mL。儲(chǔ)存條件為 -20°C避光保存固體粉末，建議分裝避免反復(fù)凍融；溶液狀態(tài)于-80°C可保存2年，-20°C可保存1年。

研究歷程：從BET抑制劑到BRD9選擇性探針

溴結(jié)構(gòu)域是一類能識(shí)別組蛋白乙?；嚢彼岬牡鞍啄K，被稱為表觀遺傳"讀取器"。BET家族（BRD2/3/4/T）抑制劑的抗腫瘤和抗炎活性引發(fā)了對(duì)其他溴結(jié)構(gòu)域蛋白的研究興趣。然而，BET抑制劑具有廣泛的細(xì)胞效應(yīng)，因此開(kāi)發(fā)針對(duì)非BET溴結(jié)構(gòu)域的選擇性工具化合物成為關(guān)鍵需求[1]。

GSK研究團(tuán)隊(duì)從內(nèi)部化合物庫(kù)的交叉篩選入手，發(fā)現(xiàn)噻吩并吡啶酮骨架化合物對(duì)BRD9具有結(jié)合活性，由此確立了先導(dǎo)化合物方向。先導(dǎo)化合物最初對(duì)BRD9和BRD4 BD1均有活性（pIC??分別為6.7和4.7），選擇性窗口較窄[1]。

研究者通過(guò)X射線晶體學(xué)分析BRD9與BRD4 BD1的結(jié)構(gòu)差異，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)關(guān)鍵位點(diǎn)：BRD9的丙氨酸54（Ala54） 對(duì)應(yīng)BRD4的亮氨酸94（Leu94），BRD9的酪氨酸106（Tyr106） 對(duì)應(yīng)BRD4的異亮氨酸146（Ile146）。這些差異為選擇性優(yōu)化提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[1]。

經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的構(gòu)效關(guān)系研究，研究團(tuán)隊(duì)在芳環(huán)上引入3-三氟甲基苯基取代（使選擇性達(dá)到160倍），將酰胺替換為脒基（與BRD9中Asn100形成額外的氫鍵），并將N1-甲基替換為N1-乙基（優(yōu)化與疏水口袋的結(jié)合），最終得到化合物45——即I-BRD9，實(shí)現(xiàn)了對(duì)BET家族超過(guò)700倍、對(duì)BRD7超過(guò)200倍的選擇性[1]。

I-BRD9與BRD9的共晶結(jié)構(gòu)（PDB: 4UIW，分辨率1.73 ?）顯示：脒基與Asn100側(cè)鏈、Ile53骨架羰基和Arg101骨架NH形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)；N-乙基噻吩并吡啶酮作為Kac（乙酰賴氨酸）模擬物，嵌入疏水結(jié)合口袋，Phe45產(chǎn)生輕微位移以容納乙基取代[1]。

制備方法與合成路線

I-BRD9的合成路線分為兩段[1]：

酰胺中間體的制備（Scheme 1） ：以噻吩并吡啶酮為起始骨架，通過(guò)n-Bu鋰/THF于-78°C條件下引入醛基（收率65%），NBS溴化（79%），碘甲烷/N-甲基化（71%），亞氯酸鈉氧化得到羧酸（42-72%），HATU縮合連接胺片段（13-79%），最后通過(guò)鈀催化Suzuki偶聯(lián)引入芳基（24-62%）。

脒基終產(chǎn)物的制備（Scheme 2） ：N-甲基化（定量收率），氰化鋅/鈀催化引入氰基（68%），NBS溴化（86%），甲醇鈉/胺鹽酸鹽轉(zhuǎn)化氰基為脒基（87%-定量收率），最后通過(guò)PEPPSI-iPr催化Suzuki偶聯(lián)引入3-三氟甲基苯基（4-52%），得到I-BRD9。

整條路線關(guān)鍵步驟在于氰基到脒基的Pinner-type轉(zhuǎn)化和微波輔助Suzuki偶聯(lián)，其中脒基的引入是獲得BRD9高親和力和選擇性的核心結(jié)構(gòu)要素。

作用機(jī)制與細(xì)胞活性

I-BRD9作為乙酰賴氨酸競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，通過(guò)占據(jù)BRD9溴結(jié)構(gòu)域的Kac結(jié)合口袋，阻斷BRD9與乙酰化組蛋白的相互作用，從而干擾ncBAF復(fù)合物在染色質(zhì)上的定位。

在細(xì)胞水平，I-BRD9的活性數(shù)據(jù)包括：

在HUT-78細(xì)胞裂解液的化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)中，I-BRD9對(duì)內(nèi)源性BRD9的結(jié)合顯示出對(duì)BET家族成員BRD3超過(guò)625倍的選擇性。BROMOscan對(duì)34個(gè)溴結(jié)構(gòu)域的篩選結(jié)果表明，I-BRD9對(duì)每個(gè)被測(cè)溴結(jié)構(gòu)域的選擇性均超過(guò)70倍。此外，I-BRD9對(duì)49個(gè)人類受體、離子通道、激酶和其他酶均無(wú)活性[1]。

在功能驗(yàn)證方面，I-BRD9（10 μM，6小時(shí)）處理Kasumi-1細(xì)胞后，qPCR驗(yàn)證了CLEC1、DUSP6、FES和SAMSN1基因受到BRD9選擇性調(diào)控——這些基因不受BET抑制劑I-BET151的影響，說(shuō)明I-BRD9能夠區(qū)分BRD9與BET家族的生物學(xué)效應(yīng)[1]。

應(yīng)用領(lǐng)域與研究進(jìn)展

腫瘤生物學(xué)研究

I-BRD9在AML研究中揭示了BRD9溴結(jié)構(gòu)域?qū)Π籽〖?xì)胞存活的關(guān)鍵作用。在五種AML細(xì)胞系的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，I-BRD9有效抑制細(xì)胞增殖，且效應(yīng)與BRD9敲減結(jié)果一致，而在HEK293T對(duì)照細(xì)胞中影響甚微[2]。在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，BRD9抑制可克服溶瘤病毒療法耐藥性；在前列腺癌中，BRD9驅(qū)動(dòng)代謝重編程以塑造侵襲性表型；在結(jié)腸腺癌中，BRD9作為糖酵解的必需調(diào)控因子產(chǎn)生表觀遺傳脆弱性；在胃腸道間質(zhì)瘤中，BRD9抑制促進(jìn)PUMA依賴性凋亡并增強(qiáng)伊馬替尼效果[3]。

DNA修復(fù)與聯(lián)合用藥

研究表明I-BRD9在U2OS和OVCAR8細(xì)胞中可顯著抑制同源重組（HR）活性，但不對(duì)非同源末端連接（NHEJ）產(chǎn)生影響。在NOD-SCID小鼠卵巢癌異種移植模型中，I-BRD9（40 mg/kg，腹腔注射，每周3次，共8次）與奧拉帕利聯(lián)用顯著延緩腫瘤生長(zhǎng)，提示BRD9抑制與PARP抑制劑存在協(xié)同效應(yīng)[4]。

干細(xì)胞重編程

三種結(jié)構(gòu)不同的BRD9抑制劑（LP99、BI-7273和I-BRD9）均能將人成纖維細(xì)胞重編程為iPSC的效率提高約2倍。I-BRD9與DOT1L抑制劑聯(lián)合使用可將重編程效率提升4.5倍。BRD9降解劑dBRD9在0.1 μM即可產(chǎn)生2倍的重編程增強(qiáng)效應(yīng)[5]。

黑色素細(xì)胞分化

I-BRD9能夠阻斷Melb-a黑色素細(xì)胞的可視色素沉著和黑色素合成，揭示了BRD9在黑色素細(xì)胞分化中的調(diào)控功能[6]。

BRD9抑制劑衍生物與行業(yè)前景

除I-BRD9外，目前已開(kāi)發(fā)的BRD9選擇性抑制劑還包括多個(gè)不同骨架的化合物：

值得關(guān)注的是，以I-BRD9的噻吩并吡啶酮類似物為起點(diǎn)，研究者開(kāi)發(fā)了首個(gè)BRD9異雙功能降解劑（PROTAC），其結(jié)合親和力IC??達(dá)7.9 nM，通過(guò)醚連接子錨定E3配體，實(shí)現(xiàn)了BRD9蛋白的靶向降解。BRD9降解劑與抑制劑的互補(bǔ)使用，為區(qū)分BRD9溴結(jié)構(gòu)域功能和支架功能提供了更完整的工具體系。

在行業(yè)前景方面，ncBAF復(fù)合物在多種SWI/SNF突變型腫瘤中存在合成致死關(guān)系，BRD9作為ncBAF的專一性亞基，其靶向干預(yù)具有明確的疾病適應(yīng)癥。目前BRD9抑制劑主要用于基礎(chǔ)研究階段，尚未有候選藥物進(jìn)入臨床開(kāi)發(fā)，但隨著PROTAC降解劑技術(shù)的成熟和合成致死策略的推進(jìn)，BRD9靶向藥物的轉(zhuǎn)化前景值得關(guān)注。瀚香生物可提供I-BRD9及相關(guān)BRD9工具化合物的高品質(zhì)產(chǎn)品，助力表觀遺傳與染色質(zhì)重塑領(lǐng)域的研究。

常見(jiàn)問(wèn)題

Q：I-BRD9能否用于體內(nèi)實(shí)驗(yàn)？

I-BRD9主要用于體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。其水溶性較好（約300 μM），但體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)有限。如需體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，可考慮使用BI-7273或BI-9564，二者具有更完善的體內(nèi)ADME數(shù)據(jù)。有研究使用I-BRD9在NOD-SCID小鼠中進(jìn)行腹腔注射（40 mg/kg），但這是探索性用法。

Q：I-BRD9與BI-7273有何區(qū)別？

兩者靶點(diǎn)譜不同。I-BRD9對(duì)BRD9選擇性高于BRD7（200倍），而B(niǎo)I-7273是BRD7/BRD9雙抑制劑（IC??分別為117 nM和19 nM）。BI-7273基于異喹啉酮骨架，口服生物利用度較好（39%），更適合體內(nèi)研究。建議根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇：僅需抑制BRD9時(shí)優(yōu)先選用I-BRD9，需同時(shí)抑制BRD7/BRD9時(shí)選用BI-7273。

Q：I-BRD9是否有合適的陰性對(duì)照化合物？

目前尚無(wú)被SGC認(rèn)可的I-BRD9陰性對(duì)照化合物。BI-7273有對(duì)應(yīng)的陰性對(duì)照BI-6354（AlphaScreen IC?? > 27 μM）。在使用I-BRD9時(shí)，建議聯(lián)合使用不同骨架的BRD9抑制劑（如BI-7273、LP99）進(jìn)行交叉驗(yàn)證，并使用BRD9敲減/敲除作為遺傳學(xué)對(duì)照。

Q：I-BRD9的工作濃度如何選擇？

文獻(xiàn)中常用的I-BRD9濃度為10 μM（6小時(shí)處理）用于基因表達(dá)分析。在細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)中，不同細(xì)胞系的IC??差異較大：HL-60細(xì)胞GI??為0.433 μM，Jurkat細(xì)胞為3.643 μM，G-401細(xì)胞IC??為6.1-13.4 μM。建議在正式實(shí)驗(yàn)前先進(jìn)行濃度梯度摸索，同時(shí)設(shè)置等體積DMSO溶劑對(duì)照。瀚香生物建議研究人員參考原始文獻(xiàn)條件并結(jié)合自身體系進(jìn)行優(yōu)化。

Q：BRD9抑制與BRD9降解有何差異？

BRD9抑制劑僅阻斷溴結(jié)構(gòu)域的乙酰賴氨酸識(shí)別功能，而B(niǎo)RD9在ncBAF復(fù)合物中的支架功能（DUF3512結(jié)構(gòu)域）不受影響。BRD9降解劑（如dBRD9）則能清除整個(gè)BRD9蛋白，同時(shí)消除溴結(jié)構(gòu)域和支架功能。二者的表型差異有助于區(qū)分BRD9不同結(jié)構(gòu)域的生物學(xué)貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[2] Sonti S, Nair S, Farnsworth CL, et al. The ncBAF complex regulates transcription in AML through H3K27ac sensing by BRD9. Cancer Research Communications, 2024, 4(4): CRC-23-0382.

[3] Remillard D, Buckley DL, Paulk J, et al. Cyclin-dependent kinase inhibition and degradation via PROTACs: a case study with CDK9. Nature Chemical Biology, 2017, 13(10): 1105-1111.

[4] Sun Y, Li J, Wang Q, et al. BRD9 inhibition overcomes oncolytic virus therapy resistance in glioblastoma. Cell Reports Medicine, 2025, 6(8): 102258.

[5] Vannan A, Kwon Y, Bhatt R, et al. BRD9-containing non-canonical BAF complex maintains somatic cell transcriptome and acts as a barrier to human reprogramming. Stem Cell Reports, 2022, 17(12): 2629-2642.

[6] Jain R, Bhatt R, Bhatt A, et al. Epigenetic and pharmacological control of pigmentation via Bromodomain Protein 9 (BRD9). Pigment Cell & Melanoma Research, 2022, 35(6): 559-573.

風(fēng)險(xiǎn)提示

• 藥理風(fēng)險(xiǎn)：I-BRD9為科研用途化學(xué)探針，非臨床藥物，不可用于人體或動(dòng)物的臨床診斷和治療。高濃度下可能存在脫靶效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需設(shè)置充分對(duì)照。

• 實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)：I-BRD9在水中溶解度有限，建議先用DMSO配制儲(chǔ)液再稀釋。DMSO終濃度應(yīng)控制在0.5%以下以避免溶劑毒性。

• 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：I-BRD9固體需-20°C避光保存，溶液建議分裝后-80°C儲(chǔ)存，避免反復(fù)凍融導(dǎo)致活性下降。溶解時(shí)如有需要可37°C溫育并超聲輔助。

本文內(nèi)容基于公開(kāi)發(fā)表的科學(xué)研究數(shù)據(jù)，由瀚香生物收集整理，僅供科研人員參考與學(xué)術(shù)交流，不可用于個(gè)人用途。