《RSC Chemical Biology》：Pharmacology of estrogen-related receptors (ERRs) agonists
雌激素相关受体（Estrogen-Related Receptors, ERRs）是一类孤儿核受体亚家族，其结构与经典雌激素受体高度同源，但不结合内源性雌激素。该亚家族包含ERRα、ERRβ和ERRγ三种异构体，具有组成型转录活性，调控线粒体生物合成、氧化代谢及能量稳态相关基因的表达。ERRα和ERRγ在心脏、骨骼肌和肝脏等高代谢活性组织中高度表达，在代谢适应和肌肉功能中发挥核心作用。因此，药理学上激活ERRα和ERRγ已成为治疗代谢和肌肉相关疾病以及线粒体功能衰退（如衰老）的潜在策略。本文综述了ERRs的药理学特性、激动剂及其背后的药物化学策略。根据化学结构对激动剂进行分类，并分析了每种支架的结构-活性关系（Structure-Activity Relationships, SAR），重点指出了其关键的药理学优势和局限性。讨论的化学类型包括酰腙、2,5-二取代噻吩、吡啶并[1,2-α]嘧啶-4-酮、1,2,3-三唑、双酚和基于酰胺的激动剂。总体而言，这项工作为下一代具有改善药理学和转化潜力的ERRs激动剂的理性设计提供了全面的框架。
核受体（Nuclear Receptor, NR）超家族包含人体内48个配体调节的转录因子。NR配体通过调节与共调节蛋白（共激活因子或共抑制因子）的蛋白质-蛋白质相互作用（Protein-Protein Interactions, PPIs），协调包括生长、代谢、炎症、生殖、昼夜节律和免疫在内的多种生理功能。大多数NR被证实是可成药的，并作为治疗多种非传染性疾病的靶点。NR共享四个关键结构域的高度同源性，受体区域还被分为A、B、C、D、E和F五个或六个不同区域。位于A/B区的N端结构域具有配体非依赖性的激活功能（AF1），紧随其后的是中央高度保守的DNA结合结构域（DNA-Binding Domain, DBD; C区），它使受体能够特异性识别基因启动子中的DNA序列（NR反应元件）。DBD通过更不保守且更灵活的D区（铰链区）与E区相连，E区包含配体结合结构域（Ligand-Binding Domain, LBD），可容纳疏水性小分子以调节与转录调节中共因子的相互作用。配体依赖性的激活功能（AF-2）位于LBD内，与E区C端的螺旋12（Helix 12, H12）紧密相关，H12发生配体依赖的构象变化，驱动与转录共激活因子和/或共抑制因子相互作用的改变，从而调节靶基因的表达。仅少数NR具有F结构域，而大多数NR的C端以E区结束。如图所示，H12是帮助形成AF-2表面的LBD部分，是动态的，根据结合到LBD的配体类型（激动剂或反向激动剂）发挥不同作用。
雌激素相关受体（Estrogen-Related Receptors, ERRs，即NR3B1、NR3B2和NR3B3）构成孤儿受体亚家族，与NR3亚家族中的类固醇受体NR密切相关。与需要配体激活靶基因转录的其余NR3类固醇受体不同，ERRs表现出组成型转录刺激活性，且似乎不需要配体。ERR异构体具有distinct但部分重叠的组织分布，与其代谢作用相符。ERRα表达最广泛，尤其在富含线粒体的高代谢活性组织（如心脏、骨骼肌、肾脏、肝脏、肠道和棕色脂肪组织）中含量丰富，与其在氧化代谢和线粒体基因程序中的主导地位一致。ERRγ的表达模式相对受限，但在心脏、氧化骨骼肌、大脑和肾脏等高能耗组织中表达极高，反映出其与线粒体呼吸和氧化能力的强相关性。与ERRα和-γ相比，ERRβ在成年组织中的表达相对有限，在胚胎发育、干细胞、胎盘、耳朵和眼睛中最为突出，暗示其在发育和分化中起更 specialized 的作用。
ERR靶基因包括关键能量生成过程内的基因网络，包括脂肪酸氧化（Fatty Acid Oxidation, FAO）、三羧酸循环（Tricarboxylic Acid, TCA cycle）、线粒体生物合成和氧化磷酸化（Oxidative Phosphorylation, OXPHOS）。ERRs作为能量平衡的关键调节因子，使组织能够根据生理需求匹配燃料利用。在心脏和骨骼肌中，ERRα和ERRγ通过维持高水平的氧化ATP产生，支持持续的收缩性能、运动能力和抗疲劳性。在肝脏、脂肪和肌肉等代谢组织中，ERR活性有助于整体适应禁食、进食、寒冷暴露和耐力训练，影响脂质处理、葡萄糖稳态和产热能力。ERR功能受损与心脏能量代谢紊乱有关，并导致心力衰竭。此外，ERRs与代谢紊乱有关，其中功能改变影响胰岛素敏感性、脂质代谢，并促进肥胖、脂肪肝疾病和2型糖尿病等疾病的进展。因此，ERR激动剂在治疗这些疾病方面具有潜力。
在小鼠中施用ERR激动剂复现了几种全身代谢的运动样效应，包括增强能量消耗和增加脂肪酸氧化。这些激动剂诱导了氧化纤维型转换并提高了肌肉耐力，表明其在治疗一系列肌肉功能相关疾病方面的潜力。这些代谢改善也与脂肪质量减少有关，表明其在治疗肥胖和改善肌肉功能方面的潜在作用。ERR激动性有希望缓解肝脏代谢疾病如代谢相关脂肪性肝炎（Metabolic Dysfunction-Associated Steatohepatitis, MASH），并在代谢综合征模型中提高胰岛素敏感性。此外，它们通过改善射血分数、减轻纤维化和增加压力超负荷诱导的心力衰竭小鼠模型的存活率来缓解心力衰竭（Heart Failure, HF）症状。线粒体功能降低是衰老的标志，因此ERRs激动剂可能在多种组织中具有抗衰老特性。这在老年小鼠肾功能降低模型中已得到明确证明。ERRs激动剂在治疗年龄相关疾病方面有巨大机会。
ERRs与经典雌激素受体（Estrogen Receptors, ERα和ERβ）同源，但不与内源性雌激素受体配体相互作用。ERRs和ERs在DBD内显示出相当大的序列相似性，但与依赖配体结合启动转录激活的ERs不同，所有三种ERR异构体都具有固有的、配体非依赖性的组成型转录活性，这取决于相对共激活因子的表达水平。此外，ERRs结合与ERs使用的规范回文雌激素反应元件不同的DNA反应元件，因此即使DBD高度相似，也显示出非常不同的靶基因范围。ERRα和ERRγ共享以线粒体氧化代谢和脂肪酸氧化为核心的核心转录程序，PDK4和CPT1B是最受支持的两个共同靶基因，同时在PPARA、TFAM和OXPHOS相关基因方面有更广泛的重叠。然而，ERRβ在滋养层干细胞中有独特的靶基因，包括CDX2、EOMES、SOX2、FGFR4和BMP4。
2002年之前，尚未发现任何小分子ERR配体。为了寻找ERRs配体，Coward等人测试了一组ER配体，包括合成ER配体如二乙基stilbestrol（DES）、他莫昔芬（Tamoxifen, TAM）和4-羟基他莫昔芬（4-OHT）（见图2），使用荧光共振能量转移（Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET）测定来检测对ERRγ–SRC-1.2相互作用的破坏。对于ERRγ，DES、TAM和4-OHT的EC50值分别为700 nM、400 nM和50 nM。这三个化合物在ERRβ上的EC50值分别为700 nM、950 nM和150 nM。相比之下，在ERRα上，仅在DES中检测到活性，且活性微弱（EC50 = 10 μM）。作者使用[3H]4-OHT作为放射性配体，在放射性配体结合测定（RadioLigand Binding Assay, RLBA）中复现了这些结果，该配体对ERRγ的Kd值为35 nM。DES和TAM以Ki值870 nM置换放射性配体，而4-OHT的Ki值为75 nM。在使用ERRγ表达质粒的CV-1细胞共转染测定中，这些化合物作为反向激动剂起作用，其中4-OHT活性最强，显著降低了ERRγ的转录活性。
尽管随后鉴定出针对三种ERRs的各种其他ERR反向激动剂（Inverse Agonists, IA），包括ERRα IA XCT790、ERRα/γ IA SLU-PP1072、ERRα IA C29和ERRγ IA GSK5182，但ERR激动剂的鉴定更具挑战性。生化共激活因子相互作用测定表明，ERRs组成型地与转录共激活因子关联，与其配体非依赖性活性一致。这些发现表明，AF-2结构域在没有配体的情况下采取激活相容构象。因此，这提出了药理配体可能无法进一步增强ERR转录活性的可能性。
第一个发现的选择性ERR激动剂对ERRβ和ERRγ具有选择性，是苯酚酰腙衍生物（GSK4716和GSK9089（同义词：DY131））（见图2），它们以高于雌激素受体（ERs）的选择性结合并激活这两种受体。在FRET测定中，GSK4716和GSK9089通过共激活因子肽招募增加40–55%激活ERRγ，EC50分别为1.3 μM和0.13 μM。令人惊讶的是，在HeLa细胞的萤光素酶测定中，GSK4716在1 μM时显示出显著活性，而GSK9089效力较低，需要10 μM。酰腙类ERRs激动剂的化学结构及活性数据见相关表格。
A环（见图2）的最佳取代基被确定为4-异丙基和4-N,N-二乙基，这是通过ERRγ FRET测定确定的。SAR研究表明，在此位置引入极性或大体积疏水基团会降低活性。苯酚取代对活性至关重要，因为测试GSK9089未取代B环的类似物化合物1显示活性降低，而4-氟取代完全消除活性，如化合物2。值得注意的是，化合物3中引入4-NH2基团保留了活性，表明–NH2基团很好地作为–OH基团的生物电子等排体，形成相同的氢键。这是合乎逻辑的，因为雌二醇的苯酚环与ERs的Glu和Arg残基形成氢键，这些残基在ERRs中是保守的。此外，A环上的极性取代或大体积非极性取代消除了活性，如化合物4和5。值得注意的是，类似的二酰腙（6）和磺酰腙衍生物（7）在此测定中无活性。GSK4716和GSK9089的ERRγ FRET结果与独立的放射性配体竞争结合测定结果一致，IC50分别为2 μM和660 nM。两种化合物在高达50 μM的浓度下对经典ERs均无活性，使它们成为第一个选择性ERR激动剂。
Yu等人进一步探索了GSK9089在不同ERR异构体上的激动剂活性。在CV-1细胞中，使用GAL4 DBD报告构建体和在GSK9089存在下包含三种类型ERR的LBD与酵母GAL4蛋白DBD融合蛋白测试了ERRs活性。值得注意的是，GAL4 DBD测定是一种用于评估蛋白质结构域转录活性的报告测定，通常是核受体的配体结合结构域。在此系统中，感兴趣的区域融合到GAL4 DBD， resulting fusion protein结合到上游放置的报告基因（如萤光素酶）的GAL4反应元件上。当测试化合物调节融合结构域的活性时，报告信号相应改变，从而能够在简化、受控的转录背景下评估激动剂、拮抗剂或反向激动剂效应。
还检查了ERs的激活以确认GSK9089的选择性。值得注意的是，ERRα在一系列浓度下对GSK9089没有敏感性，这与先前的数据一致。相反，ERRβ转录活性在10–30 μM浓度下诱导了三到四倍，而ERRγ在30 μM时表现出6.6倍激活。正如预期的那样，GSK9089在此研究中对ERα或ERβ没有激活或抑制作用。这些结果共同确定了GSK9089和GSK4716作为探测ERRγ药理学有益的先导化合物。
结构研究证实，ERRs在没有配体的情况下采取活性构象，为它们的组成型转录活性提供了分子基础。为了探索GSK4716进入ERRγ的结合模式以用于基于结构的药物设计，Wange等人将GSK4716与ERRγ-LBD共结晶。ERRs-LBD在三种功能状态下的X射线晶体结构：未配体结合、激动剂结合和反向激动剂结合，揭示了小分子调节的分子基础，提供了关于ERRs独特调节机制的第一个高分辨率结构见解。
与经典ERs相比，鉴于其组成型转录激活活性，ERRs在没有配体的情况下采取活性构象，H12预先定位以支持组成型共激活因子招募。未配体受体、激动剂结合和反向激动剂结合状态的结构比较表明，小分子主要通过稳定或位移激活功能-2（AF-2）表面的H12来调节ERR活性。GSK4716激动剂被证明稳定了活性构象并增强了共激活因子结合，如热稳定性测定所示。相比之下，反向激动剂4-羟基他莫昔芬诱导H12重新定位，破坏AF-2界面并抑制基础转录活性，螺旋1–10没有显著的构象变化。这些发现建立了小分子调节ERRs的分子框架，并为ERR激动剂和反向激动剂中观察到的不同药理学行为提供了结构依据。
值得注意的是，形成ERRγ配体结合口袋（Ligand-Binding Pocket, LBP）的大多数氨基酸残基与ERα保守。然而，几个对应位置的细微取代减少了LBP的总体积。主要区别在于ERR Phe-435，它对应于ERα Leu-525，定义了ERRγ口袋的一侧，防止ERRγ容纳大体积类固醇雌激素。未配体-ERRγ LBD的体积为280 ?3，而ERα为480 ?3，这解释了类固醇雌激素对ERs的选择性而不影响ERRs。GSK4716与ERRγ-LBD相互作用的示意图见图4。
在此，我们将剖析GSK4716到ERRγ-LBD（PDB: 2GPP）的结合模式以合理化其相对于经典ERs的选择性。GSK4716的关键苯酚基团与Asp328和Ile249形成氢键。在ERα中，Asp328对应于Pro406，无法以相同方式与苯酚基团相互作用。酰腙的桥接羰基连接到两个水分子，进而与Arg316和Leu309相互作用。有趣的是，共晶体结构表明GSK4716诱导Glu275和Arg316两者构象旋转，从而使配体能够进入配体结合结构域（LBD）内的额外腔室。 resulting merged pocket，总积约为610 ?3，足够宽敞以容纳酰腙配体，而无需位移AF-2螺旋，这与反向激动剂观察到的情况相反。Kim等人通过理性设计方法结合生物医学分析和计算对接模拟，发现了比GSK4716更强效的ERRγ激动剂，表现出对ERRα和ERRβ的优异选择性。作者通过合成30个化合物的库对酰腙支架进行了广泛的SAR研究。使用基于细胞的报告基因测定评估它们对ERRγ转录活性的影响。他们在COS-1细胞中使用单杂交GAL4融合测定，瞬时转染表达融合到DBD的ERRγ LBD的载体，以及包含萤火虫萤光素酶报告基因上游五个GAL4结合位点的报告质粒。在1 μM浓度下，许多命中物在报告测定中增强ERRγ转录活性方面优于GSK4716。值得注意的是，一些化合物的设计基于引入大体积苯基二氮烯基苄叉基基团，使它们能够通过诱导契合占据两个合并口袋。这赋予化合物8高ERRγ激活和对ERRα/β的选择性。化合物8即使在10 nM浓度下也促进ERRγ转录活性，且在该浓度下的效力与GSK4716在1 μM浓度下相当。对该化合物在ERRγ LBD内的对接研究表明，它如预期般延伸在两个合并口袋之间。从SAR角度来看，4-氨基取代显示出比4-OH（9）更好的性能，且吡啶环比苯环（10）和（11）更有效。最后，苯乙烯基苄叉基（12）显示出比苯基二氮烯基苄叉基更低的活性。这项工作的局限性是缺乏独立的生化测定。此外，活性是在单浓度下测试的，这防止生成剂量-反应曲线，并导致数据可靠性较低，无法完全理解化合物的效力。
鉴于ERRα在线粒体功能中的突出作用及其作为药物靶点的潜力，我们专注于识别ERRα激动剂。最初识别ERR和ERR激动剂的成功表明了机会，但ERRα的LBP比ERRβ或-γ更小且更具限制性，导致人们认为它是难以处理的。为此，我们对GSK4716进行了广泛的SAR研究。这通过保留腙连接子并修改左右两侧的芳基团实现。从GSK4716的苯环上移除所有取代基导致活性丧失，如化合物13所示。取代基的多样化导致发现强效ERR pan-激动剂，如化合物14、15、16和17，它们在萤光素酶报告测定中表现出亚微摩尔活性。令人惊讶的是，一些激动剂的微小结构修饰将它们转化为反向激动剂，如化合物18。
该系列中最活跃的化合物被测试其调节ERR靶基因表达的能力，包括PGC-1α、PGC-1β、CPT1α和PDK4。值得注意的是，这些基因参与高能耗组织中的细胞和组织能量代谢。PGC-1α和PGC-1β是线粒体生物合成的关键驱动因子。CPT1α催化长链脂肪酸进入线粒体的初始步骤，被认为是脂肪酸β-氧化的限速酶。PDK4通过调节代谢通量并催化丙酮酸转化为乙酰辅酶A，在维持能量稳态中发挥核心作用。在1 μM时，14显著上调PGC-1β、CPT1α和PDK4的表达。同样，15显著上调所有测试的靶基因，除了CPT1α。化合物17增加PGC-1α和PGC-1β的mRNA表达。有趣的是，这些化合物无细胞毒性，如在1 μM和10 μM的细胞活力测试中所示，表明良好的安全概况。
最终，基于ERRγ LBD-GSK4716 X射线晶体结构（PDB: 2GPP）引导的GSK4716基于结构的设计策略，导致识别出SLU-PP-332，一种出色的ERRs pan-激动剂。SLU-PP-332保留GSK4716的苯酚环，以及未取代的萘B环。GSK4716在ERRα配体结合结构域内的分子建模表明，增强疏水和芳香相互作用，特别是与ERRα特有的Phe328，可以改善受体亲和力和效力。将异丙基苯取代基替换为萘基团预计将引入有利的π–π堆积相互作用，稳定激动剂口袋内的配体结合。这种理性修饰产生了SLU-PP-332，其在ERRα中显示出显著改善的效力，同时在ERRβ和ERRγ中保持活性。其在HEK293细胞萤光素酶报告测定中对ERRα、ERRβ和ERRγ的EC50分别为98 nM、230 nM和430 nM。SLU-PP-332显示出广泛的体内生物学活性。它在C2C12肌母细胞中以1和5 μM浓度显著上调PDK4 mRNA表达并增强线粒体呼吸。无细胞毒性作用，在小鼠中施用SLU-PP-332增加肌肉细胞中的氧化纤维，增加脂肪酸氧化并增强运动耐力。SLU-PP-332有潜力转化为临床运动模拟物，可通过减少肥胖小鼠模型中的脂肪质量并改善葡萄糖代谢来缓解代谢综合征。此外，SLU-PP-915在压力超负荷诱导的心力衰竭小鼠模型中显著改善心脏功能，增加射血分数，减轻纤维化重塑并改善整体存活率。值得注意的是，SLU-PP-332缺乏口服生物利用度且代谢不稳定，如下文讨论。
大多数ERR激动剂含有酰肼/腙衍生物；然而，也存在具有不同支架的其他激动剂。值得注意的是，酰肼/腙连接子由于快速代谢和潜在毒性而被认为是有问题的。例如，GSK4716在人肝微粒体中表现出非常短的一半时间为6.4分钟，这严重限制了其体内效用，促使替换腙连接子。虽然效力和功效很高，但SLU-PP-332不被认为代谢足够稳定，在没有进一步优化的情况下作为经典药物候选物。
我们继续扩大对化学多样化pan-ERR激动剂的搜索，通过采用噻吩酰胺生物电子等排体策略来环化腙。这导致发现有效的pan-ERR激动剂SLU-PP-915，它在基于细胞和体内活动中表现出一致活性。SLU-PP-915尚未与ERR共结晶，但其进入ERRγ的分子对接表明它采取与GSK4716类似的结合模式，形成非共价相互作用，包括与Asp328的两个氢键，与Tyr326、Phe435的π-堆积，从而扩大小LBP。在瞬时转染的基于细胞的萤光素酶报告测定中，SLU-PP-915对每个ERR异构体产生清晰的浓度依赖性转录活性增加，具有纳米摩尔EC50值和近最大效力，与完全激动剂一致。值得注意的是，激活的幅度和效力在三种受体之间得到良好平衡，表明没有明显的异构体偏差。ERR激活的功能相关性在表达ERR的细胞系中进一步得到确认，其中SLU-PP-915显著上调内源性靶基因PGC1α、LDHA和PDK4的表达，这些基因与线粒体生物合成、氧化磷酸化和能量代谢有关。针对核受体ERα和ERβ的选择性分析揭示了最小的脱靶激动剂活性，强调了SLU-PP-915对ERR信号的特异性。这些数据共同确立了SLU-PP-915作为一种强效、选择性和平衡的pan-ERR激动剂，具有强大的转录和功能活性体外。SLU-PP-915结构的一个缺点是其A环上存在亲电硼酸取代基，它充当迈克尔受体并可与脱靶蛋白形成共价键。然而，使用硼酸基团代替苯酚或苯胺基团在人和小鼠微粒体体外测定中适度提高了代谢稳定性。SLU-PP-915被发现在两种微粒体中稳定，T1/2 > 60分钟。值得注意的是，SLU-PP-915具有口服生物利用度并在体内具有运动模拟效应。SLU-PP-915和SLU-PP-332在腹膜内给药时显著改善有氧运动能力–通过增加跑步距离和持续时间来衡量。重要的是，经过全身暴露调整，口服给药保留了相当的效力。这通过跑步至力竭测试以及检查治疗和非治疗小鼠中股四头肌Ddit4诱导得到证明。重要的是，SLU-PP-915在体内显示运动模拟活性且在心力衰竭模型中有效。
吡啶并[1,2-α]嘧啶-4-酮支架通过Peng等人的基于配体的优化被识别为激动剂ERRα。该系列在293FT细胞中通过瞬时转染使用表达人ERRα LBD结构域融合到GAL4 DBD的载体和含有萤火虫萤光素酶基因的报告质粒进行筛选。化合物19和20是该系列在10 μM初步筛选中最强效的候选物，表明在8位使用稍大疏水取代基促进活性。然而，使用苯基或叔丁基取代降低活性，如21和22所示。3位的任何取代对ERRα的激动剂活性有害。有趣的是，当疏水基团从原始8位移动到7位时， resulting compounds, 23 and 24, 变成ERRα的反向激动剂，抑制其转录功能。同时，化合物19以剂量依赖性方式增强ERRα转录活性，如萤光素酶报告测定所示。并行地，它显著增加MCAD、PDK4和ATP5b的mRNA和蛋白质表达水平，分别通过定量实时PCR和western blot分析确定。此外，化合物19在C2C12肌母细胞中产生中等剂量依赖性葡萄糖和脂肪酸摄取增强。
Xu等人设计基于1,2,3-三唑的ERRγ激动剂，试图替换有问题的酰肼/腙作为非经典生物电子等排体。作为ERRγ激动剂，化合物25和26在两杂交报告基因测定中相比GSK4726的1.85倍分别高度上调ERRγ转录活性5倍和4倍。用25处理导致ERRγ转录活性的剂量依赖性增加。同时，25以剂量依赖性方式增加白脂肪细胞（由小鼠胚胎成纤维细胞分化而来）中UCP1的表达，在mRNA和蛋白质水平。这种反应促进脂肪组织棕色化，这是一个以增强线粒体生物合成和重塑为特征的过程，这是棕色脂肪发展的标志特征。事实上，25改善MEF分化的白脂肪细胞中的线粒体生物合成和生物学功能，如PCR和电子显微镜确认。
双酚A（Bisphenol A, BPA）（27）被发现是ERRγ的强结合剂，IC50为13.1 nM，如Takayanagi等人报道。值得注意的是，双酚A是部分选择性ERRγ配体，因为它对ERs、ERα（IC50 = 1040 nM）和ERβ（IC50 = 1320 nM）的亲和力较弱，并被认为是一种内分泌干扰化学物质（Endocrine Disrupting Chemical, EDC）。由于其对ERs的适度结合活性，BPA内分泌干扰的具体机制仍有争议。在共转染ERRγ表达质粒的HeLa细胞中检查BPA的报告基因活性揭示了保留的基础组成型活性。BPA以剂量依赖性方式逆转4-OHT的反向活性。ERRγ与BPA共晶体的X射线结构（PDB: 2E2R）显示它结合到受体腔室而不改变apo形式ERRγ-LBD口袋的任何内部结构。两个苯酚-OH被排列成交叉链接Glu275/Arg316和Asn346之间。A环通过特征性疏水相互作用夹在Leu309和Tyr326之间，而B环靠近Tyr326，形成OH/π相互作用，这有助于将BPA锚定在ERRγ的LBD中。BPA可以通过维持螺旋12的活性构象来保留受体组成型活性。值得注意的是，在275和316位置同时突变到Ala导致ERRγ LBD绝对无法采取BPA。可以理解的是，由于BPA的多药理学（它也靶向一系列额外的NRs和其他生物受体），严重的毒性与该化合物有关，包括癌症、激素紊乱、免疫抑制、不孕和肥胖。
Matsushima等人研究了BPA的SAR，通过移除一个苯酚或两个苯酚-OH，如4-α-枯基苯酚（28）和2,2-二苯基丙烷（29）所示。有趣的是，28的效力与27相当，而29在RLBA中无活性，表明存在一个苯酚-OH对于结合至关重要。X射线晶体学（PDB: 2ZAS）揭示28采取与BPA类似的结合模式，缺少与Asn346的一个氢键，这由与Leu345的CH-π相互作用补偿。与BPA（27）一样，化合物28没有诱导门控Glu275和Arg316的构象变化，占据小LBP而不创建更大的合并口袋，这与GSK4716不同。apo-和holo-ERRγ中标记的氨基酸残基几乎重叠。
Suyama等人进行了另一项旨在合成和评估下一代BPA的SAR研究，他们在BPA的两个苯环上引入不同的卤素取代基。化合物30、31、32和33在ERRγ上的RLBA显示IC50值分别为5.3 nM、15.1 nM、31.5 nM和282 nM。这表明较小尺寸的卤素取代导致对ERRγ更高的亲和力。然而，二取代BPA衍生物34、35和36的IC50值计算为5.95 nM、56.6 nM和1.55 μM，具有与单取代同系物相似的活动模式。这表明30和34比母体BPA更强。此外，具有二碘取代的化合物37对ERRγ-LBD没有亲和力，表明较 bulky 取代基引起显著的原子碰撞并中断结合。相反，三取代和四取代BPA卤化衍生物显示出较低的亲和力，如预期。在RLBA中活跃的化合物在HeLa细胞中通过报告基因测定测试它们对ERRγ转录活性的影响。与BPA一样，它们不激活ERRγ；相反，它们只维持其组成型活性。化合物27和31抑制4-OHT反向激动剂的结合，从而维持ERRγ的高转录活性。这类配体有时被称为“反向拮抗剂”。化合物27和31显示反向拮抗作用，EC50值分别为1.58 nM和4.3 μM。27/ERRγ-LBD复合物的X射线晶体结构（PDB: 6K3N）确定，揭示化合物27和BPA占据相同的结合位点并在ERRγ配体结合口袋内表现出可比相互作用谱。27的一个羟基与Glu275和Arg316建立氢键，而第二个羟基与Asn346形成氢键，反映BPA（PDB: 2E2R）观察到的相互作用。此外，27的独特氟原子朝向由Leu268、Tyr326、Leu342和Asn346定义的腔室，主要相互作用发生在Asn346。
Lin等人主要专注于开发简单的苯酚酰胺作为ERRγ激动剂，而不是使用酰腙。他们的策略是保留对受体结合至关重要的苯酚头部基团，并用更简单的酰胺化学类型替换更有问题的连接子。他们的先导化合物SR19881是GSK9089的酰胺类似物，在结合测定中具有ERRγ EC50 0.39 μM，在基于细胞的测定中具有4.7 μM。它在ERRβ上具有同等效力，使其成为强效的双ERRβ/γ激动剂。然而，它含有苯乙基基团，这是一个代谢软位点，其在人类肝微粒体中的T1/2为3.1分钟，约为GSK4716的一半（～6.4分钟）。因此，该化合物未能成功解决酰腙衍生物的代谢缺陷。
本综述考察ERRs激动剂的化学和药理学景观，特别强调针对其优化的药物化学努力。化合物按结构类别组织，与每个支架相关的结构-活性关系受到批判性评估，概述其机制优势和药理学约束。代表性的化学类型包括腙、取代噻吩、吡啶嘧啶酮衍生物、含三唑分子、双酚类似物和基于酰胺的支架。我们的SAR结论将苯酚羟基识别为参与关键结合的常见药效团，如在GSK4716和SLU-PP-915中与Asp328结合，或在BPA（27）和28中与Glu275和Arg316结合。值得注意的是，化合物29（27和28的类似物，没有苯酚-OH）无活性。值得注意的是，SLU-PP-915中的硼酸基团扮演苯酚-OH的角色。预计该基团不涉及ERRγ-LBP复合物内的共价键形成。苯酚-OH也存在于高活性化合物GSK9089和SLU-PP-332中。–NH2基团可以扮演与–OH基团相同的角色，如两个活跃化合物10和11所示。此外，与Tyr326的结合在各种激动剂中观察到，包括GSK4716、SLU-PP-915、27和28。我们强调小激动剂如化合物27和28不诱导ERRγ LBP的构象变化，与稍大体积的激动剂如GSK4716和SLU-PP-915不同，后者通过有效位移Glu275和Arg316形成更大的合并口袋。
我们相信SLU-PP-915是最有前途的临床前候选物之一。进一步的SAR研究迫切需要。例如，应考虑使用酰胺基团的非经典生物电子等排体，如尿素、噁二唑和三唑。用四唑或羧酸替换迈克尔受体硼酸基团可以在不形成非特异性可逆共价键的情况下重现活性。环状半硼酸如苯并硼杂环戊烯因其较低毒性和改善的药物特性而值得考虑。共同地，这些分析建立了开发具有增强效力和转化潜力的新ERRs激活剂的战略基础。此类化合物有潜力治疗一系列疾病，如心力衰竭、代谢疾病（肥胖、2型糖尿病、MASH等）、痴呆和少肌症。
