I-BRD9（又称GSK602，CAS号1714146-59-4）是一种基于噻吩并吡啶酮骨架的选择性BRD9溴结构域抑制剂 ，由葛兰素史克（GSK）通过结构导向设计发现，并被结构基因组学联盟（SGC）纳入表观遗传探针收藏库。I-BRD9对BRD9的pIC₅₀为7.3（TR-FRET实验），pKd达8.7（BROMOscan筛选），对BET家族的选择性超过700倍，对高度同源的BRD7也有200倍以上的选择性窗口，是迄今研究BRD9溴结构域功能的核心工具化合物1。
靶点概览：BRD9与ncBAF染色质重塑复合物
BRD9（Bromodomain-containing protein 9）是一种含单个溴结构域的表观遗传"读取器"蛋白，隶属于溴结构域家族的一个小分支。人类BRD9基因通过可变剪接产生五种亚型，其溴结构域能够识别并结合组蛋白上乙酰化赖氨酸残基，尤其是H3K27ac修饰2。
从功能定位看，BRD9是ncBAF（non-canonical BAF）染色质重塑复合物的专一性亚基。哺乳动物SWI/SNF染色质重塑复合物分为三个亚型：BAF（cBAF）、PBAF和ncBAF，其中ncBAF的特征性亚基为BRD9和GLTSCR1。ncBAF通过BRD9的溴结构域感知组蛋白乙酰化标记，定位至特定增强子区域，进而调控基因转录程序2。
BRD9在多种疾病中发挥关键作用。在急性髓系白血病（AML）中，BRD9在AML细胞中过表达，其溴结构域功能对AML细胞生长至关重要------抑制BRD9溴结构域可显著降低AML细胞增殖，而对照细胞HEK293T受影响较小，提示AML对BRD9存在特异性依赖2。此外，BRD9还参与胶质母细胞瘤、前列腺癌、结肠腺癌、胃肠道间质瘤等多种肿瘤的调控，并在黑色素细胞分化和免疫应答通路中发挥作用。
物化性质与核心参数
I-BRD9的基本物化参数如下：
参数数值CAS号1714146-59-4分子式C₂₂H₂₂F₃N₃O₃S₂分子量497.55IUPAC名称N-(1,1-二氧代四氢-2H-噻喃-4-基)-5-乙基-4-氧代-7-3-(三氟甲基)苯基-4,5-二氢噻吩并3,2-c吡啶-2-甲脒外观白色至类白色结晶固体ChromlogD（pH7.4）3.7氢键受体数10氢键供体数2可旋转键数5手性中心0沸点（预测）683.9±65.0 °C密度（预测）1.50±0.1 g/cm³pKa（预测）9.35±0.40InChIKeyWRUWGLUCNBMGPS-UHFFFAOYSA-N
I-BRD9化学结构式
在溶解性方面，I-BRD9在DMSO中的溶解度可达100 mg/mL （约200 mM），水相溶解度约300 μM（CLND法测定为359 μM），在DMF中溶解度为30 mg/mL。储存条件为 -20°C避光保存固体粉末，建议分装避免反复冻融；溶液状态于-80°C可保存2年，-20°C可保存1年。
研究历程：从BET抑制剂到BRD9选择性探针
溴结构域是一类能识别组蛋白乙酰化赖氨酸的蛋白模块，被称为表观遗传"读取器"。BET家族（BRD2/3/4/T）抑制剂的抗肿瘤和抗炎活性引发了对其他溴结构域蛋白的研究兴趣。然而，BET抑制剂具有广泛的细胞效应，因此开发针对非BET溴结构域的选择性工具化合物成为关键需求1。
GSK研究团队从内部化合物库的交叉筛选入手，发现噻吩并吡啶酮骨架化合物对BRD9具有结合活性，由此确立了先导化合物方向。先导化合物最初对BRD9和BRD4 BD1均有活性（pIC₅₀分别为6.7和4.7），选择性窗口较窄1。
研究者通过X射线晶体学分析BRD9与BRD4 BD1的结构差异，发现两个关键位点：BRD9的丙氨酸54（Ala54） 对应BRD4的亮氨酸94（Leu94），BRD9的酪氨酸106（Tyr106） 对应BRD4的异亮氨酸146（Ile146）。这些差异为选择性优化提供了结构基础1。
经过系统的构效关系研究，研究团队在芳环上引入3-三氟甲基苯基 取代（使选择性达到160倍），将酰胺替换为脒基 （与BRD9中Asn100形成额外的氢键），并将N1-甲基替换为N1-乙基 （优化与疏水口袋的结合），最终得到化合物45------即I-BRD9，实现了对BET家族超过700倍 、对BRD7超过200倍的选择性1。
I-BRD9与BRD9的共晶结构（PDB: 4UIW，分辨率1.73 Å）显示：脒基与Asn100侧链 、Ile53骨架羰基 和Arg101骨架NH形成氢键网络；N-乙基噻吩并吡啶酮作为Kac（乙酰赖氨酸）模拟物，嵌入疏水结合口袋，Phe45产生轻微位移以容纳乙基取代1。
制备方法与合成路线
I-BRD9的合成路线分为两段1：
酰胺中间体的制备（Scheme 1） ：以噻吩并吡啶酮为起始骨架，通过n-Bu锂/THF于-78°C条件下引入醛基（收率65%），NBS溴化（79%），碘甲烷/N-甲基化（71%），亚氯酸钠氧化得到羧酸（42-72%），HATU缩合连接胺片段（13-79%），最后通过钯催化Suzuki偶联引入芳基（24-62%）。
脒基终产物的制备（Scheme 2） ：N-甲基化（定量收率），氰化锌/钯催化引入氰基（68%），NBS溴化（86%），甲醇钠/胺盐酸盐转化氰基为脒基（87%-定量收率），最后通过PEPPSI-iPr催化Suzuki偶联引入3-三氟甲基苯基（4-52%），得到I-BRD9。
整条路线关键步骤在于氰基到脒基的Pinner-type转化 和微波辅助Suzuki偶联，其中脒基的引入是获得BRD9高亲和力和选择性的核心结构要素。
作用机制与细胞活性
I-BRD9作为乙酰赖氨酸竞争性抑制剂，通过占据BRD9溴结构域的Kac结合口袋，阻断BRD9与乙酰化组蛋白的相互作用，从而干扰ncBAF复合物在染色质上的定位。
在细胞水平，I-BRD9的活性数据包括：
在HUT-78细胞裂解液的化学蛋白质组学竞争实验中，I-BRD9对内源性BRD9的结合显示出对BET家族成员BRD3超过625倍的选择性。BROMOscan对34个溴结构域的筛选结果表明，I-BRD9对每个被测溴结构域的选择性均超过70倍。此外，I-BRD9对49个人类受体、离子通道、激酶和其他酶均无活性1。
在功能验证方面，I-BRD9（10 μM，6小时）处理Kasumi-1细胞后，qPCR验证了CLEC1、DUSP6、FES和SAMSN1基因受到BRD9选择性调控------这些基因不受BET抑制剂I-BET151的影响，说明I-BRD9能够区分BRD9与BET家族的生物学效应1。
应用领域与研究进展
肿瘤生物学研究
I-BRD9在AML研究中揭示了BRD9溴结构域对白血病细胞存活的关键作用。在五种AML细胞系的生长实验中，I-BRD9有效抑制细胞增殖，且效应与BRD9敲减结果一致，而在HEK293T对照细胞中影响甚微2。在胶质母细胞瘤中，BRD9抑制可克服溶瘤病毒疗法耐药性；在前列腺癌中，BRD9驱动代谢重编程以塑造侵袭性表型；在结肠腺癌中，BRD9作为糖酵解的必需调控因子产生表观遗传脆弱性；在胃肠道间质瘤中，BRD9抑制促进PUMA依赖性凋亡并增强伊马替尼效果3。
DNA修复与联合用药
研究表明I-BRD9在U2OS和OVCAR8细胞中可显著抑制同源重组（HR）活性，但不对非同源末端连接（NHEJ）产生影响。在NOD-SCID小鼠卵巢癌异种移植模型中，I-BRD9（40 mg/kg，腹腔注射，每周3次，共8次）与奥拉帕利联用显著延缓肿瘤生长，提示BRD9抑制与PARP抑制剂存在协同效应4。
干细胞重编程
三种结构不同的BRD9抑制剂（LP99、BI-7273和I-BRD9）均能将人成纤维细胞重编程为iPSC的效率提高约2倍。I-BRD9与DOT1L抑制剂联合使用可将重编程效率提升4.5倍。BRD9降解剂dBRD9在0.1 μM即可产生2倍的重编程增强效应5。
黑色素细胞分化
I-BRD9能够阻断Melb-a黑色素细胞的可视色素沉着和黑色素合成，揭示了BRD9在黑色素细胞分化中的调控功能6。
BRD9抑制剂衍生物与行业前景
除I-BRD9外，目前已开发的BRD9选择性抑制剂还包括多个不同骨架的化合物：
值得关注的是，以I-BRD9的噻吩并吡啶酮类似物为起点，研究者开发了首个BRD9异双功能降解剂（PROTAC），其结合亲和力IC₅₀达7.9 nM，通过醚连接子锚定E3配体，实现了BRD9蛋白的靶向降解。BRD9降解剂与抑制剂的互补使用，为区分BRD9溴结构域功能和支架功能提供了更完整的工具体系。
在行业前景方面，ncBAF复合物在多种SWI/SNF突变型肿瘤中存在合成致死关系，BRD9作为ncBAF的专一性亚基，其靶向干预具有明确的疾病适应症。目前BRD9抑制剂主要用于基础研究阶段，尚未有候选药物进入临床开发，但随着PROTAC降解剂技术的成熟和合成致死策略的推进，BRD9靶向药物的转化前景值得关注。
常见问题
Q：I-BRD9能否用于体内实验？
I-BRD9主要用于体外细胞实验。其水溶性较好（约300 μM），但体内药代动力学数据有限。如需体内实验，可考虑使用BI-7273或BI-9564，二者具有更完善的体内ADME数据。有研究使用I-BRD9在NOD-SCID小鼠中进行腹腔注射（40 mg/kg），但这是探索性用法。
Q：I-BRD9与BI-7273有何区别？
两者靶点谱不同。I-BRD9对BRD9选择性高于BRD7（200倍），而BI-7273是BRD7/BRD9双抑制剂（IC₅₀分别为117 nM和19 nM）。BI-7273基于异喹啉酮骨架，口服生物利用度较好（39%），更适合体内研究。建议根据实验目的选择：仅需抑制BRD9时优先选用I-BRD9，需同时抑制BRD7/BRD9时选用BI-7273。
Q：I-BRD9是否有合适的阴性对照化合物？
目前尚无被SGC认可的I-BRD9阴性对照化合物。BI-7273有对应的阴性对照BI-6354（AlphaScreen IC₅₀ > 27 μM）。在使用I-BRD9时，建议联合使用不同骨架的BRD9抑制剂（如BI-7273、LP99）进行交叉验证，并使用BRD9敲减/敲除作为遗传学对照。
Q：I-BRD9的工作浓度如何选择？
文献中常用的I-BRD9浓度为10 μM（6小时处理）用于基因表达分析。在细胞增殖实验中，不同细胞系的IC₅₀差异较大：HL-60细胞GI₅₀为0.433 μM，Jurkat细胞为3.643 μM，G-401细胞IC₅₀为6.1-13.4 μM。建议在正式实验前先进行浓度梯度摸索，同时设置等体积DMSO溶剂对照。
Q：BRD9抑制与BRD9降解有何差异？
BRD9抑制剂仅阻断溴结构域的乙酰赖氨酸识别功能，而BRD9在ncBAF复合物中的支架功能（DUF3512结构域）不受影响。BRD9降解剂（如dBRD9）则能清除整个BRD9蛋白，同时消除溴结构域和支架功能。二者的表型差异有助于区分BRD9不同结构域的生物学贡献。
参考文献
1 Theodoulou NH, Bamborough P, Bannister AJ, et al. The Discovery of I-BRD9, a Selective Cell Active Chemical Probe for Bromodomain Containing Protein 9 Inhibition. Journal of Medicinal Chemistry, 2016, 59(4): 1425-1439.
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.
风险提示
- 药理风险：I-BRD9为科研用途化学探针，非临床药物，不可用于人体或动物的临床诊断和治疗。高浓度下可能存在脱靶效应，实验设计需设置充分对照。
- 实验风险：I-BRD9在水中溶解度有限，建议先用DMSO配制储液再稀释。DMSO终浓度应控制在0.5%以下以避免溶剂毒性。
- 实验注意事项：I-BRD9固体需-20°C避光保存，溶液建议分装后-80°C储存，避免反复冻融导致活性下降。溶解时如有需要可37°C温育并超声辅助。
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