полазив по инету, уже сделал себе примерно следующее:

if ($request_uri ~ ^\/(host1|host2|host3|........)\/(.+)$) {
set $cache_host $1.coolsite.ru;
set $supercache_uri $2;
}

proxy_pass http://1.1.1.1:80/$supercache_uri;
proxy_set_header Host $cache_host;

работает