GRB2

近日，中国药科大学钱海团队在国际权威药物化学期刊《Journal of Medicinal Chemistry》上发表了一篇题为“针对携带KRAS G12D突变的胰腺导管腺癌的新型SHP2自噬靶向降解剂的发现”的研究论文。该研究聚焦于胰腺导管腺癌（PDAC）中携带KRAS G12D突变的肿瘤细胞，通过设计新型的SHP2自噬靶向降解剂（ATTEC），成功实现了对SHP2蛋白的高效降解，并显著抑制了肿瘤的生长和转移。这一成果不仅为靶向SHP2的药物研发提供了新的策略，也为胰腺癌的精准治疗带来了新的策略。一分钟速览研究背景胰腺导管腺癌（PDAC）是一种预后极差的恶性肿瘤，其发病率和死亡率均居高不下。KRAS基因突变是PDAC中最常见的驱动因素之一，尤其是KRAS G12D突变，它导致KRAS蛋白持续激活，进而促进肿瘤的发生和发展。然而，针对KRAS G12D突变的直接抑制剂研发面临诸多挑战。SHP2是一种重要的信号转导蛋白，它在KRAS驱动的肿瘤中发挥关键作用，通过调节KRAS的活性来促进肿瘤进展。因此，靶向SHP2成为一种潜在的治疗策略。重点内容在这项研究中，钱海团队基于自噬-溶酶体途径（ALP）设计了一系列新型的SHP2 ATTEC降解剂。这些降解剂通过招募自噬相关蛋白LC3，促进SHP2与LC3的结合，进而诱导SHP2的溶酶体降解。研究发现，其中一种优化的降解剂11n能够显著增强SHP2与LC3之间的相互作用，并在体外和体内实验中展现出对KRAS G12D突变癌细胞的高效抑制作用。11n不仅能够诱导肿瘤细胞凋亡，还能显著抑制肿瘤细胞的侵袭和转移能力，其抗肿瘤效果在小鼠模型中得到了进一步验证。研究总结该研究的创新之处在于利用自噬机制来降解SHP2蛋白，为胰腺癌的治疗提供了一种全新的思路。通过靶向SHP2这一关键信号分子，研究团队成功开发出了一种具有高效降解能力和抗肿瘤活性的新型降解剂。这一成果不仅丰富了自噬靶向降解剂的研究领域，也为未来胰腺癌的精准治疗提供了有力的候选药物。图片来源：ACS详细阅读01Background研究背景胰腺导管腺癌（PDAC）是一种起源于胰腺的致命恶性肿瘤，占所有胰腺癌的约90%，其发病率在过去几十年中不断增加。PDAC早期症状隐匿，约80%的患者在确诊时已处于晚期，且胰腺组织的复杂位置使得手术干预效果有限。目前，吉西他滨为基础的联合疗法仍是主要治疗选择，但分子靶向药物如厄洛替尼、奥拉帕尼和拉罗替尼等相较于化疗并无显著优势。KRAS基因突变是PDAC中最常见的驱动因素，尤其是KRAS G12D亚型，其突变导致KRAS蛋白无法从GTP活性形式转变为GDP非活性形式，从而持续激活并促进肿瘤发生。尽管Mirati Therapeutics开发的KRAS G12D选择性抑制剂MRTX1133显示出潜力，但其存在内在和获得性耐药、单药疗效有限和口服生物利用度低等问题，因此迫切需要开发针对KRAS G12D突变PDAC的安全有效的新疗法。SHP2是一种由PTPN11基因编码的蛋白酪氨酸磷酸酶，其在KRAS驱动的癌症中作为鸟苷酸交换因子（GEF）介导KRAS-GDP与KRAS-GTP之间的转换，并增强GRB2-SOS1与KRAS的结合以激活KRAS。此外，SHP2还被证明可以延缓肿瘤进展并提高癌症免疫治疗的疗效。然而，由于SHP2的药理学抑制存在诸多挑战，目前尚未有高效且特异性的SHP2抑制剂。近年来，靶向蛋白质降解（TPD）技术为创新药物研发开辟了新途径，其中蛋白降解靶向嵌合体（PROTACs）是主要的TPD技术。与之相比，自噬-溶酶体途径（ALP）是另一种细胞降解机制，主要负责清除大分子蛋白、蛋白聚集体、细胞器和细胞外蛋白。2019年，Lu团队首次提出了基于自噬体标记物LC3的自噬体靶向化合物（ATTEC）策略。本研究中，作者基于SHP-099（一种SHP2的变构抑制剂）和LC3配体AN2，设计了一系列新型的SHP2 ATTEC降解剂，旨在通过自噬机制实现SHP2的降解，为KRAS G12D突变PDAC提供新的治疗策略。图片来源：ACS02Drug Design药物设计与评价①药物设计作者首先基于TCGA和GTEx数据库分析了胰腺腺癌与非匹配正常组织之间SHP2和LC3B基因表达的显著差异，并通过Western blotting验证了SHP2和LC3B在PANC-1和AsPC-1癌细胞中的高表达，表明利用自噬途径实现SHP2的高效降解是合理的策略。随后，作者设计了一系列基于自噬的SHP2靶向自噬体靶向化合物（ATTECs），这些化合物包含SHP2配体、柔性连接链和LC3配体，旨在通过招募SHP2和LC3来触发自噬体融合和溶酶体介导的降解。为了探索AN2结构修饰的合理性及其被自噬体吞噬的能力，作者合成了一个带有FITC荧光探针的LC3识别探针（AN2-FITC），并通过细胞热位移分析（CETSA）和共聚焦显微镜成像验证了其与LC3B的结合能力和进入自噬体的能力。基于SHP-099（一种SHP2变构抑制剂）的结构，作者进一步设计并合成了一系列SHP2靶向ATTEC降解剂，并通过细胞实验评估了这些降解剂对SHP2蛋白降解的效率，发现随着连接链长度的增加，降解效率逐渐提高，其中某些化合物展现出较好的降解活性。图片来源：ACS②降解活性构效探究作者详细评估了一系列新型SHP2靶向自噬体靶向化合物（ATTEC）降解剂的降解效率和抗增殖活性。研究发现，这些降解剂在PANC-1细胞（携带KRAS G12D突变）中能够有效触发SHP2蛋白的降解，且随着连接链长度的增加，降解效率逐渐提高。特别是当连接链长度为五到七个碳原子时，降解效率显著提升，其中化合物11h在10.0 μM浓度下展现出最高的降解率（70.59%）。此外，基于聚乙二醇（PEG）连接链的降解剂（如11k和11l）也表现出良好的降解潜力，其降解效率是四碳连接链化合物11e的两倍以上。为了进一步优化降解剂的结构，作者还对SHP2抑制剂的二氯苯基部分进行了替换，发现含有苯并呋喃基、噻吩基和三氟甲基苯基的降解剂（如11n和11o）具有与11l相当的降解效率，显示出良好的降解活性和选择性。在抗增殖活性方面，这些高效降解SHP2的化合物在体外对多种胰腺导管腺癌（PDAC）细胞系（包括携带KRAS G12D突变的PANC-1和AsPC-1细胞，以及野生型KRAS的BxPC-3和4T1细胞）表现出显著的抑制效果。特别是化合物11h、11k、11l、11n和11o在PANC-1和AsPC-1细胞中的抑制活性显著优于SHP2抑制剂SHP-099，其半数抑制浓度（IC50）值远低于SHP-099。此外，这些降解剂对正常细胞HEK-293T的毒性较低，表明其具有较好的选择性。综合来看，这些结果表明，基于自噬机制的SHP2降解剂在抑制KRAS G12D突变的PDAC细胞增殖方面具有显著的潜力，且通过合理设计连接链和替换基团可以进一步优化其降解效率和抗肿瘤活性。图片来源：ACS03In vitro In Vivo体内外评价①化合物11n与SHP2和自噬相关蛋白LC3之间的相互作用及其诱导SHP2有效降解的机制研究发现，11n能够以剂量依赖的方式显著降低胰腺腺癌细胞中SHP2蛋白的水平，其在PANC-1和AsPC-1细胞中的半数降解浓度（DC50）分别为0.14 μM和0.10 μM。通过预处理自噬抑制剂（如Bafilomycin A1、Chloroquine和NH4Cl），可以成功逆转11n诱导的SHP2降解，表明11n诱导的SHP2降解依赖于自噬和SHP2蛋白本身。此外，CETSA实验显示，11n能够显著稳定SHP2蛋白，使其在较高温度下不易变性，表明11n与SHP2具有较强的结合能力。Co-IP实验进一步证实了11n能够促进SHP2与LC3之间形成三元复合物。通过分子对接模拟，作者发现11n能够与SHP2的关键活性口袋结合，其氨基与SHP2的Glu 250形成氢键，而其末端的自噬基序则有助于与LC3蛋白的识别。定量蛋白质组学分析也表明，11n处理后SHP2蛋白水平显著下降，进一步验证了11n通过促进SHP2与LC3的相互作用，有效诱导了SHP2的自噬降解。图片来源：ACS②化合物11n对KRAS G12D突变胰腺导管腺癌（PDAC）细胞中KRAS活性状态的影响研究发现，11n能够选择性地降低KRAS G12D突变细胞中磷酸化ErK1/2的表达水平，而对野生型KRAS细胞中的磷酸化ErK1/2没有显著影响。磷酸化ErK1/2是KRAS下游信号通路的关键蛋白，其活性与KRAS的活性状态密切相关。此外，11n还显著降低了c-Myc的表达，c-Myc是一种与KRAS信号通路相关的转录因子，其在PDAC中通常高表达并与肿瘤的增殖和存活相关。这些结果表明，11n通过抑制KRAS信号通路的活性，选择性地将KRAS G12D突变的PDAC细胞推向失活状态，从而发挥其抗肿瘤作用。这一发现进一步证实了11n作为一种潜在的靶向治疗药物，能够特异性地影响KRAS G12D突变细胞的信号传导，为胰腺癌的精准治疗提供了新的策略。图片来源：ACS③化合物11n对PANC-1和AsPC-1细胞凋亡的影响实验结果显示，11n能够显著促进这两种细胞进入早期和晚期凋亡阶段，并且这种效果是剂量依赖的。在1.0 μM的浓度下，经过24小时处理后，PANC-1和AsPC-1细胞的总凋亡率分别达到了29.5%和31.3%。此外，Hoechst 33258染色实验观察到，11n处理后的细胞核呈现出明显的浓缩和染色增强现象，这进一步证实了细胞凋亡的发生。为了深入了解11n诱导凋亡的分子机制，作者通过Western blot实验检测了凋亡相关蛋白的表达变化。结果表明，11n显著上调了促凋亡蛋白cleaved caspase-3和Bax的表达，同时下调了抗凋亡蛋白Bcl-2和caspase-3的表达水平。这些变化表明11n能够激活细胞内的凋亡信号通路，从而有效地诱导PANC-1和AsPC-1细胞的凋亡。这一发现不仅揭示了11n的细胞毒性作用机制，还为其作为潜在的抗肿瘤药物提供了重要的实验依据。图片来源：ACS④化合物11n对PANC-1和AsPC-1细胞侵袭和转移能力的影响实验结果表明，11n能够显著抑制这两种细胞的侵袭能力，并且这种抑制作用是浓度依赖的。通过Transwell实验，作者观察到11n处理后的细胞侵袭能力明显降低。此外，在分子水平上，11n能够显著上调E-钙黏蛋白（E-cadherin）的表达，同时显著下调N-钙黏蛋白（N-cadherin）和波形蛋白（vimentin）的表达。这些蛋白是上皮-间质转化（EMT）的关键标志物，其表达变化与肿瘤细胞的侵袭和转移能力密切相关。免疫荧光实验进一步验证了11n处理后细胞中vimentin表达的下调。这些结果表明，11n通过调节EMT相关蛋白的表达，显著抑制了PANC-1和AsPC-1细胞的侵袭和转移能力，从而在体外实验中展现出良好的抗肿瘤转移潜力。图片来源：ACS⑤化合物11n在体内模型中对肿瘤生长的抑制作用研究中使用了PANC-1细胞建立的皮下异种移植瘤模型，通过给药实验评估了11n的抗肿瘤效果。实验结果显示，11n能够显著抑制肿瘤的生长，且这种抑制作用具有剂量依赖性。具体来说，11n以15 mg/kg和30 mg/kg的剂量给药时，肿瘤体积显著减小，其中30 mg/kg剂量组的肿瘤抑制率达到了75.16%。此外，11n在体内表现出良好的药代动力学特性，具有较长的半衰期（T1/2 = 1.19小时）和较高的血浆暴露量（AUC = 4158.65 ng·h/mL），能够有效维持药物浓度，从而发挥抗肿瘤作用。在实验过程中，11n的给药并未引起小鼠体重的显著变化，表明其具有较好的耐受性。组织学检查显示，11n处理的小鼠主要器官（如心、肝、脾、肺和肾）未出现明显的病理损伤，进一步证实了其在体内的安全性。此外，免疫组化分析显示，11n能够显著降低肿瘤组织中Ki-67和SHP2的表达水平，同时减少肿瘤细胞的侵袭能力。这些结果表明，化合物11n在体内模型中不仅能够有效抑制肿瘤生长，还具有良好的安全性和耐受性，为后续的药物开发和临床应用提供了有力的实验支持。图片来源：ACS总结KRAS G12D突变是胰腺导管腺癌（PDAC）的关键驱动因素之一，而SHP2作为一种重要的信号转导蛋白，被认为是治疗KRAS G12D突变PDAC的潜在靶点。然而，开发高效且特异性的SHP2抑制剂一直面临挑战。本研究基于自噬体靶向化合物（ATTEC）策略，设计并合成了一系列新型的SHP2降解剂。其中，化合物11n表现出显著的SHP2降解能力和抗肿瘤活性。研究结果表明，11n能够通过增强SHP2与自噬相关蛋白LC3之间的相互作用，有效诱导SHP2的溶酶体降解。在体外实验中，11n显著抑制了KRAS G12D突变癌细胞的增殖、侵袭和转移能力，并诱导细胞凋亡。在体内实验中，11n显著抑制了PDAC肿瘤的生长，且未引起明显的毒副作用。这些发现不仅证明了基于自噬机制的SHP2降解剂在治疗KRAS G12D突变PDAC中的潜力，还为开发新型抗肿瘤药物提供了重要的理论和实验依据。参考来源：https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1021/acs.jmedchem.4c02682声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

3月15日，郑大一附院/中国科学院研究人员合作在期刊《Clinical And Translational Medicine》上发表了研究论文，题为“Targeting YBX1-m5C mediates RNF115 mRNA circularisation and translation to enhance vulnerability of ferroptosis in hepatocellular carcinoma”，本研究中，研究人员发现YBX1通过m5C修饰促进（RNF115）mRNA的翻译，从而抑制铁死亡，促进HCC的发展。这项研究揭示了 YBX1 在 m5C 修饰的 mRNA 翻译和铁死亡中的作用机制，突显了其作为肝细胞癌预后生物标志物和治疗靶点的潜力。 3月15日，郑大一附院/中国科学院研究人员合作在期刊《Clinical And Translational Medicine》上发表了研究论文，题为“Targeting YBX1-m5C mediates RNF115 mRNA circularisation and translation to enhance vulnerability of ferroptosis in hepatocellular carcinoma”， 本研究中，研究人员发现YBX1通过m5C修饰促进（RNF115）mRNA的翻译，从而抑制铁死亡，促进HCC的发展。 这项研究揭示了 YBX1 在 m5C 修饰的 mRNA 翻译和铁死亡中的作用机制，突显了其作为肝细胞癌预后生物标志物和治疗靶点的潜力。 https://onlinelibrary-wiley-com.libproxy1.nus.edu.sg/doi/full/10.1002/ctm2.70270 https://onlinelibrary-wiley-com.libproxy1.nus.edu.sg/doi/full/10.1002/ctm2.70270 01 01 研究背景 研究背景 肝癌是全球最常见的恶性肿瘤之一。肝细胞癌（HCC）约占所有原发性肝癌病例的 90%，总体 5 年生存率约为 18%。RNA 甲基化修饰在多种癌症的发生和发展中起着关键作用。m5C修饰是一种常见的 RNA 修饰形式，广泛存在于各种 RNA 种类中。除了调节 mRNA 的稳定性外，m5C 修饰还调控 mRNA 的核输出和翻译。mRNA 中 m5C 甲基化失调通过改变其表观遗传特征促进肿瘤进展。之前的研究发现，主要的 m5C 甲基转移酶 NOP2/Sun RNA 甲基转移酶 2（NSUN2）促进了 GRB2 mRNA 的 m5C 甲基化，从而促进了 HCC 的进展。最近的研究表明，YBX1 调节特定 mRNA 的翻译。然而，m5C 修饰在 YBX1 介导的翻译调控中的作用尚不清楚。 肝癌是全球最常见的恶性肿瘤之一。肝细胞癌（HCC）约占所有原发性肝癌病例的 90%，总体 5 年生存率约为 18%。RNA 甲基化修饰在多种癌症的发生和发展中起着关键作用。m5C修饰是一种常见的 RNA 修饰形式，广泛存在于各种 RNA 种类中。除了调节 mRNA 的稳定性外，m5C 修饰还调控 mRNA 的核输出和翻译。mRNA 中 m5C 甲基化失调通过改变其表观遗传特征促进肿瘤进展。之前的研究发现，主要的 m5C 甲基转移酶 NOP2/Sun RNA 甲基转移酶 2（NSUN2）促进了 GRB2 mRNA 的 m5C 甲基化，从而促进了 HCC 的进展。最近的研究表明，YBX1 调节特定 mRNA 的翻译。然而，m5C 修饰在 YBX1 介导的翻译调控中的作用尚不清楚。 目前的研究表明，铁死亡参与了肝细胞癌（HCC）的发展和治疗响应。铁死亡是一种依赖铁离子的脂质过氧化过程。已发现几种诱导铁死亡的小分子物质，它们通过清除脂质过氧化物发挥作用。然而，介导铁死亡的关键信号通路和表观遗传调节因子仍不清楚。NSUN 蛋白家族中的几种蛋白质与铁死亡有关。然而，还需要进一步的研究来确定 m5C 修饰是否通过调节铁死亡来介导肿瘤进展。 目前的研究表明，铁死亡参与了肝细胞癌（HCC）的发展和治疗响应。铁死亡是一种依赖铁离子的脂质过氧化过程。已发现几种诱导铁死亡的小分子物质，它们通过清除脂质过氧化物发挥作用。然而，介导铁死亡的关键信号通路和表观遗传调节因子仍不清楚。NSUN 蛋白家族中的几种蛋白质与铁死亡有关。然而，还需要进一步的研究来确定 m5C 修饰是否通过调节铁死亡来介导肿瘤进展。 02 02 NSUN2 是 RNF115 mRNA 的 m5C 甲基转移酶，可抑制铁死亡 NSUN2 是 RNF115 mRNA 的 m5C 甲基转移酶，可抑制铁死亡 研究人员对已知介导 mRNA m5C 修饰的甲基转移酶与 RNF115 转录本之间的相关性进行了分析。两种特异性靶向 NSUN2 的 si-RNA 构建体显著降低了 RNF115 的表达。研究人员在后续实验中均使用 si-NSUN2-2（以下简称 si-NSUN2）。然而，NSUN2-wt 的过表达（而非 NSUN2-mut）促进了 RNF115 的表达。此外，NSUN2 的敲低降低了mRNA 的整体m5C 修饰水平以及 RNF115 mRNA 的 m5C 修饰水平。此外，NSUN2 敲低显著抑制了过表达的 RNF115-wt 的荧光素酶活性，而过表达 RNF115-mut 则消除了 NSUN2 的调节作用。尤其是，NSUN2 敲低抑制了 YBX1 与 RNF115 mRNA 之间的相互作用。此外，YBX1 敲低消除了过表达 NSUN2 对 RNF115 表达的促进作用。这表明 NSUN2 对 RNF115 的调节依赖于 YBX1。NSUN2-wt 的过表达显著促进了肝癌细胞的增殖，而 NSUN2-mut 的过表达则没有这种作用。此外，RNF115 的过表达逆转了 NSUN2 敲低诱导的脂质活性氧的积累。这些结果表明，NSUN2 通过介导 RNF115 mRNA 的 m5C 修饰来抑制铁死亡。 研究人员对已知介导 mRNA m5C 修饰的甲基转移酶与 RNF115 转录本之间的相关性进行了分析。两种特异性靶向 NSUN2 的 si-RNA 构建体显著降低了 RNF115 的表达。研究人员在后续实验中均使用 si-NSUN2-2（以下简称 si-NSUN2）。然而，NSUN2-wt 的过表达（而非 NSUN2-mut）促进了 RNF115 的表达。此外，NSUN2 的敲低降低了mRNA 的整体m5C 修饰水平以及 RNF115 mRNA 的 m5C 修饰水平。此外，NSUN2 敲低显著抑制了过表达的 RNF115-wt 的荧光素酶活性，而过表达 RNF115-mut 则消除了 NSUN2 的调节作用。尤其是，NSUN2 敲低抑制了 YBX1 与 RNF115 mRNA 之间的相互作用。此外，YBX1 敲低消除了过表达 NSUN2 对 RNF115 表达的促进作用。这表明 NSUN2 对 RNF115 的调节依赖于 YBX1。NSUN2-wt 的过表达显著促进了肝癌细胞的增殖，而 NSUN2-mut 的过表达则没有这种作用。此外，RNF115 的过表达逆转了 NSUN2 敲低诱导的脂质活性氧的积累。 这些结果表明，NSUN2 通过介导 RNF115 mRNA 的 m5C 修饰来抑制铁死亡。 （NSUN2）是RNF115 mRNA中抑制铁凋亡的（m5C）甲基转移酶 （NSUN2）是RNF115 mRNA中抑制铁凋亡的（m5C）甲基转移酶 为了评估RNF115在HCC中的临床意义，研究人员在TCGA数据集中分析了RNF115的表达水平。RNF115在HCC中的表达高于正常组织。同样，WB、IHC和DEN-initiated HCC模型分析也显示RNF115在HCC中升高，并且在HCC患者样本和DEN-initiated HCC模型中，RNF115蛋白表达与YBX1呈显著正相关。此外，RNF115的表达随着HCC的进展而逐渐上调。RNF115表达上调与患者总生存期（OS）降低相关。这些发现表明RNF115对HCC的发展至关重要。（转化医学网360zhyx.com） 为了评估RNF115在HCC中的临床意义，研究人员在TCGA数据集中分析了RNF115的表达水平。RNF115在HCC中的表达高于正常组织。同样，WB、IHC和DEN-initiated HCC模型分析也显示RNF115在HCC中升高，并且在HCC患者样本和DEN-initiated HCC模型中，RNF115蛋白表达与YBX1呈显著正相关。此外，RNF115的表达随着HCC的进展而逐渐上调。RNF115表达上调与患者总生存期（OS）降低相关。这些发现表明RNF115对HCC的发展至关重要。（转化医学网360zhyx.com） 参考资料： 参考资料： https://onlinelibrary-wiley-com.libproxy1.nus.edu.sg/doi/full/10.1002/ctm2.70270 https://onlinelibrary-wiley-com.libproxy1.nus.edu.sg/doi/full/10.1002/ctm2.70270 【关于投稿】 【关于投稿】 转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！ 转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！ 转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 责任声明：本稿件如有错误之处，敬请联系转化医学网客服进行修改事宜！ 责任声明：本稿件如有错误之处，敬请联系转化医学网客服进行修改事宜！ 微信号：zhuanhuayixue 微信号：zhuanhuayixue

关注小药说药，一起成长！ 前言 TYRO3、AXL（也称为UFO）和MERTK组成了TAM受体酪氨酸激酶（RTK）家族。TAM受体信号异常与一系列疾病有关，包括癌症、纤维化和病毒感染。实验证据表明，TAM受体在促进凋亡细胞的吞噬作用、防止高反应性免疫反应以及调节血管完整性和血管通透性方面发挥着关键作用。此外，TAM受体也被称为磷脂酰丝氨酸病毒进入增强受体（PVEER），因为它们能够与病毒包膜上存在的磷脂酰丝氨酸（PtdSer）相互作用，促进病毒进入。 在癌症中，TAM受体激活促进细胞增殖和转移，参与上皮-间充质转化（EMT），维持干细胞表型、免疫调节、血管生成以及对传统和靶向治疗的抵抗。与许多RTK不同，TAM受体很少发生突变，受体活性的失调主要是由于其微环境的基因扩增或激活，使其成为理想的治疗靶点，而没有产生突变驱动的耐药性的风险。大多数TAM受体抑制剂，包括小分子和生物制剂，主要开发用于靶向或破坏AXL信号通路。临床上，AXL抑制剂正在各种肿瘤适应症进行多项临床试验，展现出极具潜力的应用前景。 TAM受体家族的结构和信号通路 与许多其他跨膜RTK类似，TAM受体具有一个细胞外结构域，该结构域由两个免疫球蛋白结构域组成，这两个结构域对配体结合至关重要，随后是两个重复的III型纤连蛋白。细胞内激酶结构域在三种受体之间高度保守，它们都具有该RTKs家族特有的KWIAIES序列。 TAM受体主要与两种配体相互作用，即生长停滞特异性蛋白6（GAS6）和维生素K依赖性蛋白S1（PROS1）。AXL受体和GAS6之间1:1相互作用导致AXL和GAS6的同源二聚体形成，进而导致细胞内催化结构域的激活。TAM受体催化结构域的自身磷酸化促进与磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）的p85亚基、SRC家族成员和生长因子受体结合蛋白2（GRB2）的结合，导致MEK–ERK信号的激活。 TAM受体的生理功能 TAM受体在各种细胞过程中具有重要的生理作用，如胎儿发育和成人组织稳态。它们作为免疫反应的负调节因子发挥作用，并促进凋亡细胞的吞噬清除。TAM受体信号传导对于保存血管完整性同样至关重要。此外，TAM受体的异常激活会导致免疫、血管系统和男性生殖系统的异常。 免疫反应功能 免疫系统中TAM受体的表达定位于活化的树突状细胞、巨噬细胞、髓系抑制细胞和自然杀伤细胞，所有这些都是先天免疫反应的重要调节因子。TAM受体及其配体在调节免疫反应的大小和强度以及维持先天和适应性免疫途径的复杂稳态方面发挥着重要作用。 此外，病毒可以通过与GAS6或PROS1的结合进入宿主细胞。在受体-配体结合和激活后，TAM受体通过与干扰素-α/β受体-STAT通路相互作用来抑制免疫反应。该途径导致SOCS1和SOCS3介导的Toll样受体（TLR）信号传导的抑制和炎症反应的抑制，帮助病毒逃避免疫监测。 凋亡细胞的吞噬清除 TAM受体有助于吞噬作用和清除各种细胞类型中的细胞碎片，以维持组织稳态，从而避免过度和致病性炎症反应。例如，视网膜中光感受器外段的消除通常由表达MERTK的吞噬性视网膜色素上皮进行。缺乏MERTK的视网膜色素上皮细胞无法清除有毒碎片，由此产生的过度活跃的炎症反应导致光感受器死亡、视网膜变性，最终导致失明。 维持血管功能 由于GAS6和PROS1对内皮细胞和血小板的生长和维持至关重要，TAM受体信号传导与维持血管完整性和通透性有关。有报道指出，AXL通过与VEGFA的相互作用以及通过PI3K和AKT的信号传导来促进血管生长。AXL的缺失会导致体外和体内血管形成受损，而抑制MERTK或TYRO3只会产生轻微效果。 癌症中的TAM受体信号 已有充分的研究证明，癌症生长和发展过程中TAM受体信号异常，这些异常激活的TAM受体可在缺氧和营养缺乏期间驱动转移，促进治疗耐药性，并促进癌细胞存活。 AXL 多项研究表明，在不同组织学来源的癌症中，AXL的表达失调，GAS6–AXL信号传导与各种促肿瘤功能相关。例如，在缺氧条件下，癌细胞分泌缺氧诱导型转录因子1和2（HIF1和HIF2），以激活AXL并促进低氧适应。 AXL促进上皮-间质转化，这是一种关键的癌症转移起始事件，可促进肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。内源性AXL信号传导正向调节EMT所需的转录因子，包括TWIST、ZEB1、ZEB2和SLUG，还促进N-钙粘蛋白的表达和E-钙粘蛋白下调以促进EMT。此外，AXL可以促进其他关键致癌途径的激活，如MET、SRC和Ras刺激的致癌途径，以促进EMT。 此外，AXL表达升高通常与血液学肿瘤和实体瘤的治疗耐药性有关。具体而言，AXL信号被认为通过激活AKT和ERK信号通路介导对EGFR抑制剂西妥昔单抗和放疗的耐药性，并通过调节c-ABL的活性来减少肿瘤细胞凋亡。此外，在对各种酪氨酸激酶抑制剂具有耐药性的癌症中经常观察到AXL信号的上调。 MERTK 与在癌症中普遍表达的AXL不同，MERTK表达升高与血液学癌症特别相关。MERTK在血液学癌症中的表达对于逃避先天免疫监测很重要，从而促进恶性肿瘤的生长和增殖，如急性淋巴细胞白血病和急性髓细胞白血病（AML）。30%的儿童B细胞急性淋巴细胞白血病出现MERTK异常表达。 在胶质母细胞瘤中，抑制MERTK导致CD206+抗炎M2样巨噬细胞减少。尽管单独的这种作用不足以延长生存期，但在胶质母细胞瘤动物模型中，MERTK抑制与放疗的结合导致肿瘤生长显著减少，M2样巨噬细胞向M1样巨噬细胞极化转变，并增强促炎免疫反应。 TYRO3 TYRO3在多种恶性肿瘤中表达升高，如鳞状细胞癌、肺癌、前列腺癌、甲状腺癌、神经鞘瘤和多发性骨髓瘤，但其功能作用和临床相关性尚不清楚。TYRO3在调节骨稳态方面显示出其独特的生物活性。TYRO3调节破骨细胞的分化和功能，破骨细胞在正常骨重塑中负责骨吸收。然而，异常的TYRO3信号传导会使病理状况恶化，包括骨质疏松症和骨转移的发展。这些发现表明，TYRO3可能是恢复骨动力学和防止癌症骨转移的一个有前途的治疗靶点。 非癌症疾病中的TAM受体 除了癌症之外，异常的TAM受体信号传导通常是纤维化、自身免疫性疾病和病毒感染等疾病的重要原因。 纤维化 组织纤维化的特征是慢性炎症和组织损伤的导致的细胞外基质（ECM）和基质元素的广泛积累。TAM受体家族在纤维化疾病的组织重塑过程中起着关键作用。在肝硬化中，AXL信号传导被激活以诱导SLUG的转录，SLUG是EMT的关键调节因子。此外，AXL与TGF-β相互作用，以SMAD3依赖的方式促进α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、胶原和基质金属蛋白酶（MMPs）的沉积。 自身免疫性疾病 自身免疫性疾病的病理学多种多样且极其复杂。然而，大多数临床表现与异常免疫复合物和自身抗体的产生有关。自身免疫性疾病会促进慢性炎症反应，导致正常组织的破坏。TAM受体在免疫调节中的一个重要作用是清除凋亡细胞，这主要由MERTK信号驱动。在许多自身免疫性疾病中发现MERTK信号传导的丧失，包括系统性红斑狼疮和多发性硬化症。 髓磷脂是中枢神经系统的关键组成部分，其破坏是多发性硬化症的标志。MERTK在调节小胶质细胞和巨噬细胞的髓鞘吞噬作用中发挥重要作用，小胶质细胞是参与多发性硬化症病理的关键免疫细胞。小胶质细胞活化和随后的髓鞘再形成需要MERTK。考虑到这些发现，激活MERTK是多发性硬化症的一种很有前途的治疗途径，有可能减轻髓鞘吞噬作用，增强碎片清除率，减少神经炎症。 病毒进入 在整个进化过程中，病毒已经获得了躲避先天免疫反应以成功进入宿主的能力。它们的逃避机制之一是病毒粒子能够包裹在包括宿主细胞质膜的脂质双层中，导致病毒吞噬和释放。这些包膜病毒使用PVEER，包括AXL、MER和TYRO3，进入人类宿主细胞。暴露于PtdSer的包膜病毒可能会在Gla结构域上与GAS6或PROS1形成复合物，从而使它们能够利用所有三种TAM受体进入细胞。 除此机制外，凋亡模拟是包膜病毒以“免疫沉默”方式进入宿主细胞的另一种策略。表达PtdSer的病毒与表达TAM受体的宿主细胞对接，促进内吞吞噬。对接后，病毒还可以通过促进TAM受体介导的TLR信号传导抑制来抑制炎症反应，使其能够逃避免疫监测。 严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）通过与血管紧张素转换酶2（ACE2）结合进入宿主细胞。有研究发现，当ACE2水平较低时，GAS6–AXL受体复合物的存在可以增强SARS-CoV-2的感染。因此，破坏GAS6–AXL–PtdSer复合物可能是减轻SARS-CoV-2感染严重程度的一种潜在治疗方法。 TAM受体抑制剂药物的开发 TAM受体抑制剂在癌症和非癌症疾病的临床前和临床研究中显示出有希望的结果。强有力的证据表明，TAM受体抑制剂与标准护理治疗相结合，可以促进抗肿瘤免疫反应，减少炎症，改善对癌症治疗的反应。随着对TAM受体信号传导的日益了解和新药物的开发，TAM受体抑制剂代表了一种治疗广泛疾病的有前景的方法。 小分子抑制剂 大多数TAM受体抑制剂是化小分子，旨在干扰位于细胞内激酶结构域上的ATP结合部分。针对TAM受体的多种小分子正在临床前和临床开发中。 Bemcentinib（BGB324）是一种处于临床阶段的AXL抑制剂，其与MERTK和TYRO3相比对AXL具有50倍至100倍的选择性。在卵巢癌、胶质母细胞瘤、间皮瘤、胰腺癌、乳腺癌和肺癌的临床前模型中验证了Bemcentinib的疗效。Bemcentinib目前是临床开发中最领先的AXL抑制剂之一，在NSCLC、TNBC和黑色素瘤（NCT03184571、NCT02872259、NCT03184558）中有多个I/II期临床研究。 RXDX-106是一种泛TAM抑制剂，具有缓慢的解离速率以提高其效力。RXDX-106对小鼠模型中显示出增强的抗肿瘤作用。然而，2018年3月开始的RXDX-106的1期研究（NCT03454243）于2019年被申办方终止。 MRX-2843是一种MERTK抑制剂，其也以高效力抑制FLT3。与前几代化合物相比，MRX-2843显示出改善的口服生物利用度、增强的溶解度、药物代谢和药代动力学特性。在动物模型中，它表现出强大的抗癌活性，并降低了T细胞上PD-1的表达，导致免疫介导的治疗活性。目前其正在进行多项临床试验，以研究在复发/难治性转移性实体瘤（NCT03510104）、多种亚型急性白血病（NCT04872478、NCT04946890）以及与EGFR抑制剂奥西替尼联合治疗NSCLC（NCT04762199）中的疗效。 Sitravatinib（MGCD516）抑制TAM受体家族的所有成员。该分子在肾细胞癌、NSCLC、肉瘤和乳腺癌的临床前模型中显示出强大的抗肿瘤功效。Sitravatinib 症在30多项针对各种实体瘤类型的临床试验中进行评估，包括与抗PD-1抗体和化疗的联合治疗（NCT04921358，NCT05461794）。 ONO-7475是AXL和MERTK的抑制剂。在表达AXL、EGFR突变的NSCLC的临床前模型中，ONO-7475治疗使细胞对EGFR酪氨酸激酶抑制剂敏感，导致肿瘤消退和肿瘤生长延迟。然而，在ONO-7475治疗急性白血病患者的临床试验中，招募被终止（NCT03176277）。 生物药 近年来，TAM受体靶向疗法，包括生物制品和其他新型治疗策略，取得了重大进展，为治疗各种癌症类型提供了有前景的分子。 Batiraxcept（AVB-S6-500）是一种工程化的超高亲和力sAXL诱饵受体。与野生型AXL受体相比，其对GAS6的结合亲和力提高了320倍。batiraxcept在卵巢癌、AML、乳腺癌、肾癌和胰腺癌的临床前模型中显示出显著的抗肿瘤活性。在一项Ib期临床试验中，batiraxcept与紫杉醇联合用药的患者显示出34.8%的总有效率，有两例完全缓解（NCT03639246）。然而，batiraxcept与紫杉醇联合的III期研究结果并未显示出治疗效果的显著改善（NCT4729608）。目前，该分子正在其他癌症类型中进行探索，包括肾透明细胞癌（NCT04300140）和胰腺癌（NCT04983407）。 Tilvestamab是一种完全人源化的AXL阻断抗体，主要结合AXL受体，与MERTK或TYRO3仅显示微弱结合。在功能上，Tilvestamab阻断GAS6与AXL的结合，并在AML、NSCLC、胰腺癌和肾癌模型中表现出抗肿瘤活性。Tilvestamab正在一项I期临床试验中测试对复发性、对铂耐药的高级别浆液性卵巢癌的疗效（NCT04893551）。 Enapotamab vedotin（HuMax-AXL-ADC）是一种抗体偶联药物，包括与auristatin E偶联的抗AXL抗体，用于靶向消除表达AXL的癌细胞。2020年其完成了一项I/II期剂量递增试验（NCT02988817），用于评估HuMax AXL ADC在实体瘤患者中的安全性和抗肿瘤活性。不幸的是，由于缺乏足够的临床疗效，该方案被终止。 Mecbotamab vedotin（CAB-AXL-ADC）是另一种靶向表达AXL的肿瘤细胞的抗体偶联药物。其正在进行三项II期临床研究，评估CAB-AXL-ADC作为单一疗法或与PD-1抑制剂联合治疗NSCLC、卵巢癌和其他实体瘤的安全性和有效性（NCT04681131、NCT03425279、NCT04918186）。 小结 近年来，我们在理解TAM受体在正常组织稳态和疾病状态中的作用方面取得了重大进展。令人信服的临床前研究已经促进开发出针对TAM受体家族的治疗药物，包括AXL和MERTK特异性抑制剂。这些分子中的许多正在临床研究中显示出有希望的结果。在接下来的几年中，期待这些分子的临床获得成功，能够早日造福疾病患者。 参考文献： 1. Therapeutic targeting of the functionally elusive TAM receptor family. Nat Rev Drug Discov. 2023 Dec 13. 公众号内回复“ADC”或扫描下方图片中的二维码免费下载《抗体偶联药物：从基础到临床》的PDF格式电子书！ 公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。