IKKγ

2023年5月25日，智慧芽新药情报库正式发布《转录因子药物进展研究报告》（以下简称“报告”）。转录因子参与众多细胞功能的调节，如细胞的生长、增殖、凋亡、分化等。但由于其结构的特殊性，通常难以开发为小分子药物，然而随着技术的发展，一些较热的“不可成药”转录因子，已初现成药特征。本报告在介绍转录因子基本信息、分类及药物研发概况的基础上，重点分析了当前的一些热门靶点，包括STAT3、NF-κB、MYC。报告详细介绍了这三类靶点的结构、家族、信号通路等多个方面，并进一步对其全球药物开发现状进行综述，希望可以帮助读者更好地了解转录因子领域的药物研发情况。‍全文限时免费阅读下载，请点击下方图片了解报告详情。转录因子成为潜力靶点转录因子（Transcription Factor，TF），作为一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子，在疾病的发生、发展过程中，往往呈现异常状态，且很多转录因子往往存在于信号通路中的重要位点（如汇聚位点），大概率会成为疾病治疗的突破口。图1  转录因子（TF）结构分解但现实中，这类蛋白作为药物靶点的开发却极具挑战。因为与具有活性特点的酶不同，这类蛋白通常缺乏酶活性；同时在药物开发的过程中发现，转录因子也大都缺少小分子设计过程中结合口袋的明确位点，他们的活性往往取决于与之结合的蛋白质。转录因子药物研发现状当前，大量的品种聚集在临床前阶段（近72%），靶点则以STAT3、Nrf2、p300-CBP、MYC、NF-κB、STAT5、SREBF1、E2F1、AP-1为主。适应症集中于肿瘤、非酒精性脂肪性肝炎、多发性硬化症。进一步通过数据库搜索、文献查询，报告选取当前研究较为火热、具有代表性、且存在一定产品产出的靶点进行重点分析，靶点涉及STAT3、NF-κB、MYC。图2  转录因子搜索结果（图片来源：智慧芽新药情报库）STAT3药物研发进展STAT3简介STAT，属信号转导和转录激活因子，为细胞质转录因子，可将信号从细胞中的生长因子和细胞因子传递到细胞核。STAT家族包含7个成员：STAT1~STAT4、STAT6，以及STAT5的2个亚型，即STAT5a和STAT5b。STAT3主要通过其上游配体诱导的酪氨酸残基的直接磷酸化而激活，这些配体包括Janus激酶（JAK）、酪氨酸激酶、细胞因子和非受体酪氨酸激酶。活化的STAT3单体通过SH2形成二聚体结构，并通过核转运蛋白转移至细胞核，与核内特定DNA序列结合，行使基因转录调控的功能。图3  转录因子STAT家族信号传导及抑制位点STAT3全球药物研发进展以报告中解析的其中一个药物 CpG-STAT3-siRNA（DUET-01）为例，它由Duet Therapeutics（Scopus BioPharma的子公司）开发，是一种由siRNA组成的靶向免疫基因疗法，可以沉默STAT3基因的相关功能，临床用于潜在的肿瘤治疗，如非霍奇金淋巴瘤、弥漫大B细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、小淋巴细胞淋巴瘤等。2021年开展I期临床试验，适应症指向非霍奇金淋巴瘤；后，该品种积极开展去势抵抗性前列腺癌的临床试验。2022年6月美国FDA授予该品种治疗外周T细胞淋巴瘤的孤儿药称号；2022年9月美国FDA再次授予该品种治疗CTCL的孤儿药称号；当前最高研发状态为临床I期。图4  CpG-STAT3-siRNA作用模式NF-κB药物研发进展NF-κB简介NF-κB，是一类介导细胞信号转导的真核细胞转录因子，并与其上游调控蛋白激酶一起组成信号转导通路，在细胞生长分化、免疫应答、炎症反应和肿瘤发生等领域有广泛研究。细胞处于静息状态时，NF-κB二聚体与IκBs（inhibitorκB）蛋白共同组成三聚体而无法向核内转运；而蛋白激酶IKK可调控IκBs的解离失活，其在NF-κB信号转导中处于中心地位，通过IKKα、IKKβ与IKKγ成员之间协调作用共同调节下游信号转导。据此，研究者根据NF-κB信号通路激活的方式不同将其分为2大类：经典通路与旁路替代通路。具体如下图所示。图5  NF-κB激活通路NF-κB全球药物研发进展以报告中解析的其中一个药物Amlisimod（SDP-4）为例，原研公司为Silk Technologies，是一种天然来源的蛋白结构，通过抑制NF-κB基因转录通路的激酶，临床用于治疗干眼综合征的潜在治疗。2019年4月，美国FDA批准了该品种启动IIb期临床试验；2019年10月，一项多中心、双盲、随机、对照、平行的II期临床试验（NCT03889886）启动，以评估Amlisimod对中重度干眼病（DED）患者（n = 305）的眼部/全身的安全性和有效性。2020年8月，一项随机、多中心、双盲、对照、平行的II期试验（NCT04535947）启动，以评估Amliisimod在8周治疗期内对中重度干眼病患者（n = 140）的疗效，主要终点是测量56天的干眼症状评估标准（SANDE）。图6  Amlisimod临床进展情况（智慧芽新药情报库）MYC药物研发进展MYC简介MYC转录因子与伴侣蛋白MAX形成异二聚体，可靶向结合到DNA序列或E盒子上，进而调控与细胞生长和增殖有关的基因转录。虽然MYC-MAX异二聚体与靶基因调控区中EBox序列的结合是MYC调控基因表达的主要机制，但据报道MYC也结合于非EBox DNA区域，尽管这些位点缺乏EBox，但MYC可以与核糖体蛋白基因上的启动子结合。此外，在某些情况下，MYC能够独立于MAX发挥作用。图7  MYC对细胞凋亡的调控作用MYC全球药物研发进展以报告中解析的其中一个药物OTX-2002为例，开发公司为Omega Therapeutics，是一种通过脂质纳米颗粒递送的mRNA疗法，通过表观遗传在转录前下调MYC表达，同时抵抗MYC的自动调节来控制c-MYC癌基因表达，临床用于MYC驱动的肝细胞癌（HCC）和其他实体肿瘤的潜在治疗。2022年10月，一项针对HCC和其他实体肿瘤的I/II期试验启动，以评估OTX-2002的安全性、耐受性、药代动力学、药效学和早期的抗肿瘤活性；2022年10月，美国FDA批准了该品种用于治疗HCC的孤儿药身份。图8  OTX-2002临床进展情况（智慧芽新药情报库）小结虽然结构方面天然“难成药”，功能特点方面也有成药限制，但基于当前多个不可成药靶点的一一击破，转录因子成为药物研发的蓝海，未来势必会成为研发人员青睐的领域之一。↓ 点击图片链接阅读下载全文报告 ↓版权声明：本报告版权由智慧芽所有，未经智慧芽授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获授权的应在授权范围内使用，并注明来源，违反上述声明者，智慧芽将追究其相关法律责任。授权相关事宜请联系：phs@patsnap.com

肺癌是最常见的恶性肿瘤之一。慢性炎症在肺癌的发生和发展中起着重要作用。NF-kB信号通路是主要的炎症信号通路之一。 肺癌是最常见的恶性肿瘤之一。慢性炎症在肺癌的发生和发展中起着重要作用。NF-kB信号通路是主要的炎症信号通路之一。肿瘤坏死因子α（TNFα）由多种免疫细胞分泌，可激活NF-kB信号通路。通过与TNF受体（TNFR）结合，TNFα激活IKK复合物，该复合物包含IKKα、IKKβ和IKKγ。 IKKα和IKKβ是催化亚基，而IKKγ是调节亚基。IKKβ中的Ser177和Ser181以及IKKα中的Ser176和Ser180被磷酸化，从而导致IKK复合物的激活。活性IKK复合物在Ser32和Ser36磷酸化IκB，导致IκB与NF-κB解离并进行泛素化。 因此，NF-κB被激活并易位到细胞核中，在那里它激活下游基因的转录。炎症在代谢功能障碍中的作用已有报道。然而，目前尚不清楚炎症和代谢在癌症中是如何相互影响的。 图片来源：https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.libproxy1.nus.edu.sg/36923932/ 近日，来自上海交通大学的研究者们在Int J Biol Sci.杂志上发表了题为“Phosphorylation by IKKβ Promotes the Degradation of HMGCL via NEDD4 in Lung Cancer”的文章，该研究揭示了TNFα介导的炎症是如何通过下调HMGCL的表达来重新规划癌症代谢的。 炎症和代谢重编程是癌症的特征。代谢重编程在癌症的发生中起着重要作用。通过改变关键酶的表达和重新编程代谢途径，肿瘤细胞可以快速增殖和转移。炎症是如何调节癌症新陈代谢的尚不清楚。 在本研究中，研究者发现3-羟基-3-甲基戊二酰-CoA裂解酶（HMGCL）在癌症中下调，HMGCL是一种催化亮氨酸分解代谢并促进酮体合成的酶。HMGCL的下调与较大的肿瘤大小和较短的总生存时间有关。在一项功能性研究中，HMGCL的过度表达增加了β-羟基丁酸盐（β-HB）的含量，并抑制了肺癌细胞的致瘤性，而HMGCL缺失促进了KP（KrasG12D；P53f/f）小鼠的从头开始肿瘤发生。 从机制上讲，肿瘤坏死因子α（TNFα）治疗降低了HMGCL蛋白水平，并且IKKβ与HMGCL相互作用并将其磷酸化为Ser258，从而使HMGCL不稳定。此外，NEDD4被鉴定为HMGCL的E3连接酶，并促进其降解。此外，Ser258突变为丙氨酸可通过NEDD4抑制HMGCL的泛素化，从而比野生型HMGCL更有效地抑制癌症细胞的锚定非依赖性生长。 IKKβ和NEDD4调节HMGCL的工作模型。 图片来源：https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.libproxy1.nus.edu.sg/36923932/ 综上所述，HMGCL在癌症组织中的表达下调，HMGCL表达降低后，其下游代谢产物β-HB的含量降低，细胞生长加快。HMGCL蛋白的稳定性受炎症信号的调节。这项研究进一步支持了慢性炎症和肿瘤代谢之间的联系。（生物谷 Bioon.com） 参考文献 Chenxi Zhong et al. Phosphorylation by IKKβ Promotes the Degradation of HMGCL via NEDD4 in Lung Cancer. Int J Biol Sci. 2023 Feb 5;19(4):1110-1122. doi: 10.7150/ijbs.82015.

2022年8月2日维泰瑞隆完成了2亿美金B轮融资，基于RIPK1的多款产品是其目前进展最快的管线。维泰瑞隆官网在此之前，5月2日，德纳利(DNLI）与 赛诺菲(Sanofi）合作开发的用于治疗肌萎缩侧索硬化症（ALS）的SAR443820（DNL788）开始了Ⅱ期临床研究。SAR443820 是RIPK1的中枢神经系统 (CNS) 渗透性小分子抑制剂。RIPK1是炎症和死亡信号传递的重要介质，是神经退行性疾病、自身免疫性疾病和炎症等多种疾病治疗的有效靶点之一。RIPK1简介RIPK1是人类疾病中对刺激做出反应的调节因子，它能够在细胞生存与死亡之间做出决定，参与调控细胞炎症、凋亡、坏死过程。通路：在TNFα的刺激下，RIPK1与TRADD、TNFR1死亡结构域结合，迅速被招募到复合体1（Complex 1）中，通过泛素化、磷酸化等一系列PTM，激活下游NF-κB的生存或者死亡信号。RIPK1蛋白结构分为三个部分：C端死亡域：介导与其他含有死亡结构域的蛋白质，如FADD，TNFR1和Fas的同源二聚和异源二聚。N端激酶域：末端激酶结构域介导反式蛋白的自磷酸化以促进其自身的激活。中间域：包含RIP同型相互作用基序（RHIM）。功能：RIPK1具有双向作用：一方面，RIPK1作为结构支架，能够促进NF-κB通路激活，促进细胞生存、抑制凋亡；而另一方面作为激酶，可以促进细胞死亡和炎症。相关疾病RIPK1及其调控基因突变会导致多种疾病，包括自身免疫疾病、自体炎症、神经退行性疾病等。以下基因直接参与调控RIPK1活性，在自身免疫和自体炎症中发生突变。TNFAIP3：编码A20，通过调节RIPK1、TRFF6、NEMO等关键信号的泛素化，限制TLR和TNF诱导的炎症反应。IKBKG：编码的NEMO是IKKα、IKKβ组成的支架亚单位，在NF-κB通路的激活中起关键作用。TNIP1：编码的ABIN1与线性泛素链结合，与A20相互作用，通过NF-κB通路调节先天免疫反应。TNIP1突变会造成炎症反应，通过抑制RIPK1能够减轻炎症反应而不影响宿主正常免疫功能。OTULIN：是一种M1泛素链的去泛素化酶，OTULIN突变患者会有强烈的炎症特性，最终会激活细胞程序性坏死。LUBAC复合体：由HOIP、HOIL1、Sharpin组成，LOF和HOIP、HOIL1亚型突变会出现免疫缺陷和自身免疫炎症性疾病。基因突变造成的疾病：IBD：炎症性肠病A20表达升高和减少都与IBD相关，同时ATG16L1也是IBD危险因素。银屑病：银屑病中TNFAIP3和A20蛋白水平的降低可能与疾病严重程度降低相关，同时也可作为预测TNF治疗疗效临床标志物。RA：类风湿关节炎患者TNFAIP3表达降低。MS：多发性硬化症TNFAIP3高表达。SLE：系统性红斑狼疮存在TNFAIP3和TNIP1的多个独立的核苷酸多态性。介于RIPK1在细胞凋亡中的作用，神经退行性疾病也与RIPK1高度相关：ALS：脊髓侧索硬化症FTD：额颞叶痴呆存在OPTN、TBK1两个基因LOF (loss-of-function) 突变。OPTN缺失或功能减弱，导致RIPK1降解减少；TBK1单倍剂量不足，导致RIPK1过度激活。AD：阿尔兹海默病观察到RIPK1/RIPK3-MLKL激活增加，可能引起AD中的神经炎。RIPK1可能控制多种神经退行性疾病和衰老相关的神经炎性通路。PD：帕金森LRRK2表达上调，通过RIPK1依赖机制导致细胞凋亡。多种疾病都与RIPK1激酶属性的异常激活相关，因此RIPK1抑制剂就成为人类疾病治疗中的开发靶点。药物研发进展RIPK1抑制剂已进入人体临床试验，用于神经退行性疾病、自身免疫病、溃疡性结肠炎、类风湿等疾病治疗。相比TNFα抑制剂，RIPK1在CNS中的安全性高、参与更广泛的促炎症活性、各药物研发时间表GSK'772是第一个进入Ⅰa期临床研究的RIPK1激酶抑制剂，在溃疡性结肠炎、类风湿关节炎、银屑病的Ⅱ期临床完成后，目前正在进行更高剂量的银屑病临床试验。DNL104是第一款能够透过血脑屏障的RIPK1抑制剂，试验中展示出在CNS中抑制RIPK1具有很高的安全性。随后DNLI公司进行了DNL747、DNL758、DNL788开发。小结RIPK1抑制剂在患者身上的临床试验仍处于早期阶段，开发选择性、高效和安全的RIPK1小分子抑制剂，并可靠地衡量RIPK1激酶抑制的临床疗效和患者分层仍然是未来临床发展面临的关键挑战。参考资料https://www.globenewswire.com/news-release/2022/05/02/2433539/0/en/Denali-Therapeutics-Announces-Achievement-of-RIPK1-Milestone-for-Phase-2-Clinical-Trial-Initiation-in-ALS-by-Sanofi.htmlYuan J et al. Necroptosis and RIPK1-mediated neuroinflammation in CNS diseases. Nat Rev Neurosci. 2019 Jan;20(1):19-33. Zhang X et al. RIPK1 can mediate apoptosis in addition to necroptosis during embryonic development. Cell Death Dis. 2019 Mar 13;10(3):245. https://denalitherapeutics.com/investors/press-release?id=626