競合CXCR4阻害剤の識別と評価のための細胞ベースのアッセイの比較

ケモカイン受容体CXCR4は、独自のケモカインリガンドCXCL12によって活性化され、造血細胞の人身売買などの多くの生理学的および発達プロセスを調節します。CXCR4は、ヒト免疫不全ウイルス（HIV）侵入の主要な共受容体の1つでもあります。CXCL12/CXCR4軸の機能障害は、癌や炎症性疾患を含むいくつかのヒト病理に寄与します。その結果、CXCR4活性化の阻害は、治療介入の魅力的な標的として認識されています。この点で、CXCR4活性を修正する多くの薬剤がin vitroの実験的研究と臨床前モデルで評価されています。ここでは、機能的および競争力のあるCXCR4阻害剤の貴重な初期スクリーンとしての可能性について、CXCL12競合結合アッセイを評価しました。合計で、CXCL12競合結合、CXCL12誘導カルシウムシグナル伝達、CXCR4内在化、CXCL12誘導細胞移動、CXCR4特異的特異的なin vitro CXCR4細胞ベースのアッセイの並べ替えには、構造的に多様な11の化合物が含まれていました。HIV-1複製実験。私たちのデータは、CXCL12結合を阻害する薬剤、すなわち抗CXCR4ペプチド類似体T22、T140、TC14012、および小分子拮抗薬AMD3100、AMD3465、AMD11070、およびIT1Tが、すべてのアプリケーションCXCR4レレートの抑制活性を持つ阻害活性を示したことを示しました。したがって、ノーまたは非常に弱い受容体結合を発揮する薬剤（つまり、CTCE-9908、WZ811、ME6TRENおよびガンボグ酸）は、抗CXCR4阻害活性を示さないか、非常に不十分な抗CXCR4阻害活性を示しました。したがって、CXCL12の競合結合研究は、初期スクリーニングアッセイとして非常に価値があり、競合CXCR4拮抗薬の薬理学的および機能的プロファイルを示すことが証明されており、新しい強力なCXCR4阻害剤の設計に役立ちます。

The chemokine receptor CXCR4 is activated by its unique chemokine ligand CXCL12 and regulates many physiological and developmental processes such as hematopoietic cell trafficking. CXCR4 is also one of the main co-receptors for human immunodeficiency virus (HIV) entry. Dysfunction of the CXCL12/CXCR4 axis contributes to several human pathologies, including cancer and inflammatory diseases. Consequently, inhibition of CXCR4 activation is recognized as an attractive target for therapeutic intervention. In this regard, numerous agents modifying CXCR4 activity have been evaluated in in vitro experimental studies and pre-clinical models. Here, we evaluated a CXCL12 competition binding assay for its potential as a valuable initial screen for functional and competitive CXCR4 inhibitors. In total, 11 structurally diverse compounds were included in a side-by-side comparison of in vitro CXCR4 cell-based assays, such as CXCL12 competition binding, CXCL12-induced calcium signaling, CXCR4 internalization, CXCL12-guided cell migration and CXCR4-specific HIV-1 replication experiments. Our data indicated that agents that inhibit CXCL12 binding, i.e. the anti-CXCR4 peptide analogs T22, T140 and TC14012 and the small molecule antagonists AMD3100, AMD3465, AMD11070 and IT1t showed inhibitory activity with consistent relative potencies in all further applied CXCR4-related assays. Accordingly, agents exerting no or very weak receptor binding (i.e., CTCE-9908, WZ811, Me6TREN and gambogic acid) showed no or very poor anti-CXCR4 inhibitory activity. Thus, CXCL12 competition binding studies were proven to be highly valuable as an initial screening assay and indicative for the pharmacological and functional profile of competitive CXCR4 antagonists, which will help the design of new potent CXCR4 inhibitors.