作者: Hughes, Derralynn A ; Uras, Giuseppe ; Fierli, Federico ; Lazaro-Hernandez, Carlos ; Lentini, Veronica ; Lucas-Del-Pozo, Sara ; Koletsi, Sofia ; Schapira, Anthony H V ; Chau, Kai-Yin

OBJECTIVE:

Parkinson's disease (PD) pathophysiology is associated with a progressive loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra and accumulation of insoluble inclusions of misfolded alpha-synuclein. In this study, we used a neuroblastoma-derived cell model overexpressing a pro-aggregation form of alpha-synuclein and human-derived induced-pluripotent stem cells (iPSCs) to investigate the efficacy of PIKfyve-mediated lysosomal biogenesis to reduce alpha-synuclein inclusions.

METHODS:

We used high-content imaging and enzymatic assays to follow the progression of lysosomal biogenesis, lysosomal catabolism and alpha-synuclein accumulation. The cell models used recapitulated important elements of the biochemical phenotype observed in PD dopaminergic neurons, including alpha-synuclein inclusions and impaired glucocerebrosidase.

RESULTS:

PIKfyve inhibition by YM201636 resulted in a lysosomal-dependant reduction of alpha-synuclein inclusions as early as 24 h post-treatment. YM201636 induced an increase in nuclear translocation of TFEB, and an increase in lysosomal markers LAMP1 and HEXA. PIKfyve-inhibition was also tested in neuronal-differentiated neuroblastoma-derived cells and iPSCs-derived dopaminergic neurons. In these cells, YM201636 substantially reduced alpha-synuclein inclusions and increased TFEB nuclear localisation.

CONCLUSION:

These findings suggest that PIKfyve signalling pathways could represent a therapeutic target to reduce alpha-synuclein in PD.

2025-02-13·JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY

Development of a Second-Generation, In Vivo Chemical Probe for PIKfyve

Article

作者: Smith, Jeffery L. ; Howell, Stefanie ; Bashore, Frances M. ; Couñago, Rafael M. ; Li, Haoxi ; Havener, Tammy M. ; Axtman, Alison D. ; Min, Sophia M. ; Popov, Konstantin I.

We optimized our highly potent and cell-active chemical probe for phosphatidylinositol-3-phosphate 5-kinase (PIKfyve), SGC-PIKFYVE-1, resulting in compounds with improved potency and demonstrated in vivo stability. Use of an in-cell, kinome-wide selectivity panel allowed for confirmation of excellent in-cell selectivity of our lead compound, 40, and another promising analogue, 46. Evaluation of the pharmacokinetic (PK) profiles of these two compounds revealed that both are well tolerated systemically and orally bioavailable. Coupled with its subnanomolar cellular potency and impressive selectivity in cells, the long half-life of 40 makes it an ideal candidate for the evaluation of the consequences of PIKfyve inhibition in vivo. PIKfyve inhibition has been investigated clinically for indications including rheumatoid arthritis, Crohn's disease, COVID-19, and ALS using a single compound (apilimod), supporting the development of orthogonal PIKfyve inhibitors with in vivo stability.

2024-12-23·Journal of Chemical Information and Modeling

SDDSynergy: Learning Important Molecular Substructures for Explainable Anticancer Drug Synergy Prediction

Article

作者: Che, Chao ; Zhang, Peiliang ; Wei, Ziqi ; Liu, Yunjiong

Drug combination therapies are well-established strategies for the treatment of cancer with low toxicity and fewer adverse effects. Computational drug synergy prediction approaches can accelerate the discovery of novel combination therapies, but the existing methods do not explicitly consider the key role of important substructures in producing synergistic effects. To this end, we propose a significant substructure-aware anticancer drug synergy prediction method, named SDDSynergy, to adaptively identify critical functional groups in drug synergy. SDDSynergy splits the task of predicting drug synergy into predicting the effect of individual substructures on cancer cell lines and highlights the impact of important substructures through a novel drug-cell line attention mechanism. And a substructure pair attention mechanism is incorporated to capture the information on internal substructure pairs interaction in drug combinations, which aids in predicting synergy. The substructures of different sizes and shapes are directly obtained from the molecular graph of the drugs by multilayer substructure information passing networks. Extensive experiments on three real-world data sets demonstrate that SDDSynergy outperforms other state-of-the-art methods. We also verify that many of the novel drug combinations predicted by SDDSynergy are supported by previous studies or clinical trials through an in-depth literature survey.

项与 YM-201636 相关的新闻（医药）

2026-01-30

·大橡科技

Nat Commun通过类器官基因敲除意外发现新机制，转移抑制因子功能缺失驱动结直肠癌肝转移

点击蓝字关注我们结直肠癌（CRC）是全球癌症相关死亡的第二大原因，其转移机制尚未完全阐明。传统观点认为上皮-间质转化（EMT）是主要驱动因素，但本研究揭示了一种意外的新机制：IKKα激酶活性的缺失反而会促进转移。通过患者来源类器官（PDO）模型，研究人员发现IKKα缺失可稳定紧密连接蛋白ZO-1并上调CLDN2的表达，诱导癌细胞形成CDH17+的上皮细胞簇，从而增强其集体迁移能力和肝转移倾向。单细胞转录组分析进一步证实该细胞群在转移灶中显著富集。尤其重要的是，类器官模型成功模拟了人体肿瘤的转移特征，为机制验证和靶点筛选提供了关键平台。研究结果不仅挑战了IKKα的传统促癌角色，更为靶向紧密连接蛋白CLDN2抑制转移提供了新的治疗思路。 01 研究亮点 Research Highlights 1. 研究揭示IKKα功能缺失意外促进结直肠癌肝转移，挑战了其传统促癌角色的认知。 2. 研究发现CDH17+、紧密连接增强的上皮细胞簇是转移关键来源，为靶向治疗提供了明确细胞靶点。 3. 类器官模型成功模拟人体肿瘤转移过程，验证了CLDN2作为关键效应分子和治疗靶点的潜力。 4. 研究提出“集体迁移”替代传统EMT作为核心转移机制，为理解肿瘤扩散提供了新视角。 02 研究内容 Research Content 1. IKKα激酶活性缺失促进结直肠癌PDO的肝转移研究意外发现IKKα功能缺失（而非其传统认知的促癌功能）会显著增强CRC的肝转移能力，且该作用独立于NF-κB通路。为探究IKKα在转移中的作用，研究人员构建两株IKKα敲除（KO）CRC患者来源类器官（PDO4、PDO5），经裸鼠脾内移植实验证实，与野生型（WT）细胞相比IKKα敲除型PDO5细胞在裸鼠肝脏中形成了数量更多、体积更大的转移灶，与经维莫非尼（vemurafenib，可抑制BRAF依赖性IKKα活性）处理的模型结果相近（图1A，1B）。组织学分析进一步揭示，这些转移灶为高度增殖、结构紧凑的上皮腺体，且缺乏活化成纤维细胞的浸润，表明其生长模式具有自主性（图1C）。此外，另一株IKKα敲除PDO细胞也呈现转移活性增强现象。通过对1118例CRC患者的临床队列分析发现，CHUK（IKKα 编码基因）低表达与II-III期患者更高的复发率和更差的总生存期显著相关，凸显了其临床意义（图1D，1E）。这些结果共同确立了一个新模型：IKKα是一种独立于NF-κB的CRC转移抑制因子。图1. 基因敲除IKKα增加PDO细胞的转移潜能。(A, B) 使用PDO5在裸鼠体内进行脾内转移实验的策略示意图和肝转移灶照片（A）；以及不同实验条件下宏观转移灶数量的条形图定量结果，条件包括WT、IKKα KO以及WT后接维莫非尼治疗（B）。(C) 移植了指定基因型PDO5的小鼠肝脏中，活化成纤维细胞标志物αSMA和增殖标志物KI67的免疫组化分析代表性显微图像，以及数据量化结果。(D, E) 根据CHUK（IKKα）表达水平，使用最优值作为分界点对患者进行分层，展示纳入meta队列（整合多个独立研究患者数据）的结直肠癌患者随时间变化的无病生存期（DFS）和总生存期（OS）的Kaplan-Meier曲线（生存曲线）。分析中纳入了II+III期患者（D）或所有分期患者（E）。 2. IKKα功能缺失改变癌细胞的迁移行为研究首先探究了IKKα敲除细胞中观察到的更高转移活性是否源于细胞运动能力的提升。利用DLD1和CaCo2 CRC细胞进行划痕愈合实验，表明IKKα缺失显著降低了细胞的单细胞迁移能力（图2A），与使用BRAF/IKKα抑制剂（AZ628）处理的DLD1和HCT116细胞表型一致。在PDO模型中，正常PDO细胞在3D培养中成球，但在适应2D贴壁条件后会铺展形成扁平集落（图2B）。然而，IKKα KO几乎完全废除了PDO细胞的贴壁与铺展能力，使其在2D条件下仍保持为球形结构（图2C），AZ628处理也重现了此表型。侵袭小室（Transwell）迁移实验进一步显示，AZ628处理不仅减少了HCT116和DLD1细胞穿膜迁移的总细胞数，还改变了迁移模式：成功迁移的细胞中，大部分以细胞簇的形式存在，而非对照组的单个细胞（图2D, 2E）。这种集体迁移的现象在非贴壁条件下接种单个IKKα KO CaCo2细胞时也得到证实。综上，IKKα功能丧失虽降低了癌细胞的单细胞迁移能力，却促使其形成紧密细胞簇，转向集体迁移模式，这可能是其体内转移能力增强的关键。图2. IKKα功能缺失改变癌细胞的迁移行为。(A) DLD1 WT和IKKα KO细胞划痕愈合实验的代表性图像。点图显示了每种条件下各时间点的伤口闭合率定量。连线连接各时间点的平均值。(B, C) PDO适应在贴壁（2D）条件下生长实验的示意图（B）。在贴壁2D条件下接种的WT和IKKα KO PDO5细胞的代表性图像，以及在不同时间点和实验条件（WT、IKKα KO未处理或用10μM AZ628处理）下细胞集落覆盖面积的定量（C）。(D, E) 侵袭小室中未经处理或用AZ628（8μM）处理的HCT116细胞在24小时后的代表性图像，以及滤膜上单个细胞或细胞簇数量的定量（D）。各条件下每个细胞簇中细胞数量的定量（E）。 3. IKKα通过调控ZO-1和CLDN2塑造紧密连接结构基于磷酸化蛋白质组学数据，研究人员将紧密连接蛋白ZO-1（丝氨酸617位磷酸化）识别为IKKα的潜在靶点，并在IKKα KO的PDO细胞中证实其S617位点的磷酸化水平显著降低。尽管体外激酶实验未能证明IKKα对ZO-1的直接磷酸化，但免疫组化与免疫荧光分析显示，在IKKα KO的PDO细胞及由其衍生的肝转移灶中细胞间接触处的ZO-1信号显著增强（图3A），且在CaCo2细胞中呈现异常的边缘定位（图3B）。且IKKα缺失导致ZO-1蛋白水平在多株细胞模型中上调，这并非源于转录增加，而是由于其蛋白半衰期延长，表明IKKα依赖的磷酸化促进了ZO-1的降解（图3C, 3D）。共定位分析也支持这一观点（图3E, 3F）。此外，研究还发现另一个关键紧密连接蛋白CLDN2在IKKα KO来源的肿瘤中表达量显著增加（图3G）。转录组与蛋白水平分析证实，CLDN2在IKKα KO细胞中mRNA和蛋白水平均上调（图3H, 3I, 3J），其表达与MAPK/ERK通路激活相关。综上所述，IKKα通过在翻译后水平调控ZO-1的稳定性与定位，并可能通过激活MAPK/ERK通路间接上调CLDN2的表达，从而深刻影响紧密连接的结构完整性，这可能是其调控细胞簇形成和转移模式的核心分子机制。图3. IKKα调控ZO-1蛋白稳定性和细胞分布。(A) WT和IKKα KO来源的转移灶中ZO-1的免疫组化显微图像。箱线图量化了来自WT和IKKα KO PDO5细胞的转移灶中ZO-1阳性、细胞间接触良好的肿瘤。(B) WT和IKKα KO CaCo2细胞中ZO-1免疫荧光染色的代表性图像，以及显示特定染色模式的细胞量化。(C, D) WB分析指定WT和IKKα KO细胞系中的ZO-1水平(C)，或用放线菌酮(0.025 μg/μL)处理并在指定时间点收集的WT和IKKα KO CaCo2细胞(D)。来自2次独立实验的ZO-1条带光密度定量。样品来自同一实验，但ZO-1和IKKα在不同凝胶上处理，并设有相应的上样对照。(E, F) WT和IKKα KO CaCo2细胞中IKKα(E)或活性p-IKKα/β(F)与ZO-1的双重免疫荧光分析代表性图像。(G) WT和IKKα KO来源的转移灶中CLDN2的免疫组化显微图像。箱线图量化了来自WT和IKKα KO PDO5细胞的转移灶中CLDN2阳性、细胞间接触良好的肿瘤结构。(H) 比较IKKα KO与WT PDO5细胞的大量RNA-seq差异表达分析的火山图。图中高亮显示了检测到的Claudins（细胞紧密连接中的跨膜蛋白家族）蛋白家族成员。(I, J) 指定WT和IKKα KO细胞系中CLDN2的RT-qPCR(I)和WB分析(J)。显示了归一化至对照组(设为1)的相对mRNA表达量。(K) WT和IKKα KO CaCo2细胞中CLDN2和ZO-1双重免疫荧光染色的代表性图像。(L) WT和IKKα KO PDOs中CLDN2免疫组化的代表性图像。 4. 富含紧密连接和Epi-HR特征的细胞群驱动肝转移并预示不良预后为了探究紧密连接的稳定是否可能是IKKα KO细胞转移活性增强的基础，研究人员对WT、IKKα KO以及使用CLDN2抑制剂YM201636处理的IKKα KO PDO5细胞进行了单细胞RNA测序分析。分析定义了10个不同的上皮细胞群（图4A），分布在三种实验条件下（图4B），发现“紧密连接组织”特征与上皮高复发（EpiHR）特征均在细胞群C2、C4和C8中高度富集（图4C），这些细胞群中超过一半的细胞具有高EpiHR评分（图4D），但它们不表达LGR5和KI67。进一步分析显示，这些细胞群的标志基因集具有不良的预后价值。特别是在IKKα KO背景下，C8细胞群的特征在PDO5衍生的肝转移灶中显著富集（图4F），而抑制CLDN2功能可逆转C8转移相关基因的上调，并降低C8细胞比例（图4B）。免疫组化分析证实，免疫组化分析证实，表达 CDH17（C8 的膜标志物）、SLC14A1（C2 的膜标志物）、IL6R（C4 的膜标志物）的细胞亚群在 IKKα KO 细胞中比例均增加（图4G）。功能验证显示，分选的CDH17+PDO5细胞能产生更多、更大的肝转移灶（图4H），且所有转移灶均对紧密连接蛋白ZO-1和CLDN2呈阳性（图4I）。综上所述，IKKα的缺失促进了具有高紧密连接特征和CDH17表达的上皮细胞状态的出现，这种细胞状态具备更强的转移能力。图4. 以紧密连接和高复发特征为特点的细胞群在肝转移灶中富集。(A) 整合的单细胞RNA测序数据均匀流形近似与投影图(UMAP)，显示了在三种实验条件下(WT、IKKα KO、以及用CLDN2抑制剂处理16小时的IKKα KO)的PDO5细胞中，上皮标志物EPCAM的表达水平(上图)和已识别的10个细胞群(下图)。(B) 堆叠条形图，显示了每个实验条件下注释到各细胞群的细胞百分比。(C) UMAP图展示了基于基因本体论数据库中 “紧密连接形成” 条目（GO:0120193）的高/低评分细胞分类（上图），以及可识别早期转移细胞群的高复发（EpiHR）特征评分的高/低评分细胞分类（下图）。(D) 条形图，显示了每个已识别细胞群中被标记为高EpiHR评分的细胞百分比。显示了每个细胞群的细胞数。请注意，C2、C4和C8细胞群的百分比大于50%。(E) Upset图，显示了从细胞群C2、C4和C8以及EpiHR上皮高复发特征基因中获得的前50个标志基因之间共有和独有的基因数量。重要的是，这些细胞群的标志基因在所研究的三种实验条件中具有保守性。(F) 针对前50个细胞群8标志基因，对肝转移灶和原发肿瘤PDO5 WT(上图)及IKKα KO(下图)细胞进行的基因集富集分析(GSEA)结果。标明的p值是从GSEA获得的名义p值（未经多重检验校正），未进行p值调整。(G) 使用所示抗体(它们是细胞群C2、C4和C8的特征性抗体)对3D培养的PDO5细胞及其衍生的肝转移灶进行的免疫组化(IHC)分析。(H, I) 所示实验组(分选的CDH17+和CDH17-细胞群)中形成的肝转移灶照片(H)以及对所示标志物的免疫组化分析(I)。 5. CLDN2作为抵消IKKα缺失驱动转移的治疗靶点随后，研究人员探究了抑制CLDN2能否逆转IKKα缺失在CRC细胞中引起的迁移表型。在划痕愈合实验中，YM201636处理可恢复IKKα KO的CaCo2和HT-29 M6细胞的迁移活性至WT水平（图5A, 5B），并能恢复IKKα KO PDO5细胞在2D培养中的粘附/迁移缺陷（图5C, 5D）。为进一步确认这些效果是CLDN2抑制特异性的，使用shRNA敲低CLDN2能部分修复IKKα KO PDO5细胞的粘附缺陷和CaCo2细胞的迁移表型（图5E, 5F）。此外，脾内肝转移模型实验结果显示，在注射前用YM201636预处理IKKα KO PDO5细胞能显著减少裸鼠肝脏中转移灶的数量和大小（图5G），且不影响细胞活力。使用三种不同的shRNA敲低CLDN2，能重现YM201636处理所观察到的转移潜能抑制作用（图5H-L）。这些结果表明，CLDN2在介导IKKα缺失所致的转移表型中起关键作用，靶向CLDN2是限制CRC转移进展的潜在治疗策略。图5. 靶向CLDN2活性可逆转IKKα缺失强加的迁移模式并抑制CRC细胞在体内的转移潜能。(A, B) CaCo2(A)和HT-29 M6(B)细胞的划痕愈合迁移实验定量结果，实验条件包括：野生型(WT)、IKKα敲除型(KO)以及用CLDN2抑制剂YM201636 (0.5μM)处理的IKKα敲除型细胞。(C, D) WT、IKKα KO以及经YM201636处理的IKKα KO PDO5细胞在2D适应性实验中的代表性图像(C)，以及在不同时间点和条件下细胞集落覆盖面积的定量(D)。(E) WT、IKKα KO以及转导了所示shCLDN2载体的IKKα KO PDO5细胞在2D适应性实验中集落覆盖面积的定量。(F) 转导了shCtrol或shCLDN2 #1, #2, #3的CaCo2 IKKα KO细胞在划痕愈合实验中的迁移情况定量。(G) 通过脾内注射PDO细胞在裸鼠体内诱导的肝转移照片，细胞为IKKα KO型，或在植入小鼠前用YM201636 (0.5μM)预处理16小时的IKKα KO型(n = 5 (KO)和6 (KO+YM201636)只小鼠)。(H) 通过脾内注射转导了shCtrol或shCLDN2 #1, #2, #3的IKKα KO PDO细胞在裸鼠体内诱导的肝转移照片(n = 5 (shCT), 4 (shCLDN2 #1), 5 (shCLDN2 #2)和5 (shCLDN2 #3)只小鼠)。(I, J, K, L) 对图(G) (I, J)和(H) (K, L)所示实验结果的定量。 03 结语 Conclusion 通过患者来源类器官模型和单细胞测序技术，研究首次系统阐明了IKKα在CRC转移中的独特作用：IKKα激酶活性缺失并未抑制反而显著促进了肝转移，其机制在于稳定紧密连接蛋白ZO-1、上调CLDN2表达，促使形成CDH17+上皮细胞簇并转向集体迁移模式。未来，针对CLDN2的靶向治疗有望成为具有高紧密连接特征或IKKα低表达患者的新型精准疗法，而CDH17+细胞群的检测可能发展为预测转移风险的生物标志物。随着类器官培养技术的标准化，建立大规模的CRC类器官生物库将成为可能，这将极大推动个体化药物筛选和精准治疗策略的开发。类器官模型不仅能够高度模拟肿瘤异质性和转移特性，还可用于评估联合治疗策略，为临床转化提供高效可靠的预测平台。因此，以类器官为代表的体外模型系统将成为连接基础研究与临床应用的桥梁，加速CRC精准医疗的发展进程，为改善患者预后开辟新的道路。扫描二维码可下载原文大橡科技肿瘤类器官药物评价大橡科技依托肿瘤类器官样本库，打造精准药物评价解决方案。高度还原肿瘤微环境与异质性，突破传统模型局限，可高效支持小分子、抗体药物、ADC、GTC 等候选药物的敏感性检测与耐药研究，助力药企加速筛选进程，降低研发成本与试错风险，同时为临床个体化用药赋能，推动肿瘤药物研发与精准医疗落地。（详情请点击下方链接）客户文章解读系列｜IF40.8的前列腺癌治疗突破研究！eRNA驱动铁死亡，联合疗法攻克去势抵抗性难题客户文章解读系列｜Cancer Research从预测到增效：肿瘤类器官免疫模型助力免疫亚型分类系统创新客户文章解读｜类器官模型验证TFE3重排肾细胞癌治疗新机制珍芯严®全场景解决方案你有思路，我来想！你出方案，我来做！以专业眼光洞察数据，让决策更加清晰！珍芯严®面向药企药物早期研发与高校、医院的基础科研，我们倾力打造类器官芯片全场景解决方案。凭借创新的类器官芯片技术，打破传统细胞与动物研究瓶颈，高效产出优质数据，从实验室到临床，我们与您并肩作战！客服电话/微信:18610798010 扫描二维码可联系我们小红书设计: Summer、Rebecca｜封面: Rebecca 求点赞求分享求喜欢

2026-01-09

·BioDialectics

结直肠癌肝转移的新靶点—Claudin2

IKKα作为NF-κB信号通路的关键激酶，长期被认为是促肿瘤和促转移因子，其抑制剂也被视为潜在抗癌药物。然而，其在肠癌转移中的具体作用尚未明确。肠癌肝转移的核心矛盾在于：肿瘤细胞如何突破上皮屏障、存活并定植于肝脏？传统上皮间质转化（EMT）理论强调肿瘤细胞通过失去上皮特征、获得间质表型实现迁移，但临床观察发现，部分转移灶仍保持上皮样结构。同时，细胞间连接（如紧密连接、黏附连接）的完整性被认为是抑制转移的关键，但其在转移过程中的动态调控机制仍不清楚。近期，西班牙马德里生物医学研究中心研究发现IKKα激酶功能缺失会稳定紧密连接成分，催生“紧密连接高表达+CDH17阳性”的上皮细胞亚群，该亚群是肠癌肝转移的关键来源，而靶向Claudin2（CLDN2）可有效阻断这一转移过程，为晚期肠癌治疗提供全新靶点。一：IKKα缺失意外增强肠癌肝转移能力研究团队构建IKKα敲除（KO）的肠癌PDO模型，通过脾内注射移植实验发现：IKKαKO PDO细胞形成的肝转移灶数量和体积显著大于野生型（WT），且转移灶呈现紧密的腺体结构，增殖标志物KI67阳性率更高，无αSMA阳性成纤维细胞浸润，提示其为自主性上皮增殖模式。对1118例CRC患者的荟萃队列分析显示，IKKα（编码基因CHUK）低表达的II-III期患者复发率更高、总生存期更短，证实IKKα在肠癌中扮演转移抑制因子的角色，与传统认知中的促肿瘤功能形成反差。进一步机制探究发现，IKKαKO细胞中经典NF-κB通路（p65磷酸化）未被激活，非经典NF-κB通路（p100/p52比值）也无显著变化，且RNA-seq分析显示NF-κB相关转录程序整体下调，表明IKKα缺失的促转移效应独立于NF-κB信号。二：IKKα缺失重塑细胞迁移模式与紧密连接结构划痕实验和Transwell实验显示，IKKαKO细胞的单个迁移能力显著降低，但倾向于以细胞集群形式迁移。在2D培养中，IKKαKO PDO细胞难以铺展，保持球形集群状态，而野生型细胞则会快速黏附扩散。Transwell实验中，IKKα抑制剂（AZ628）处理的细胞迁移时也以集群形式存在，证实IKKα缺失会改变肿瘤细胞的迁移模式。磷酸化蛋白质组学和免疫检测发现，IKKα缺失会通过以下方式重塑紧密连接：1）调控ZO-1稳定性：IKKα可促进ZO-1在S617位点磷酸化，加速其蛋白酶体降解。IKKα缺失则延长ZO-1半衰期，使其在细胞间连接处异常富集，增强细胞间黏附。2）上调CLDN2表达：IKKα缺失通过激活MAPK/ERK通路，显著增加CLDN2的mRNA和蛋白水平，CLDN2作为紧密连接的核心结构成分，进一步稳定细胞集群结构。三：CDH17阳性细胞亚群是肝转移的“种子细胞” 对WT、IKKαKO及CLDN2抑制后的IKKαKO PDO细胞进行单细胞RNA测序，鉴定出10个上皮细胞集群。其中，C2、C4、C8三个集群同时富集紧密连接信号和高复发上皮（EpiHR）信号，且超过50%的细胞为EpiHR高表达，提示其转移潜能。标志物分析显示，C8集群的核心标志物为CDH17（钙黏蛋白超家族成员），该集群在IKKαKO细胞中显著扩增，且在肝转移灶中成为优势种群。流式分选实验证实，CDH17阳性PDO细胞形成的肝转移灶数量和体积显著大于CDH17阴性细胞，且CDH17阴性细胞形成的少量转移灶中会重新表达CDH17。另外所有转移灶均高表达ZO-1和CLDN2，进一步证实紧密连接稳定与转移能力的关联。四：靶向CLDN2可阻断IKKα缺失驱动的转移 CLDN2作为紧密连接的核心成分，在IKKαKO细胞和转移灶中均高表达。研究团队通过两种方式干预CLDN2：1）药理学抑制：使用PI3Kfyve抑制剂YM201636阻断CLDN2循环和功能，可恢复IKKαKO细胞的迁移和黏附能力，逆转其集群生长表型。2）基因沉默：通过shRNA敲低CLDN2，同样能修复IKKαKO细胞的黏附缺陷，降低其迁移能力。脾内移植实验显示：预先用YM201636处理IKKαKO PDO细胞，或对IKKαKO PDO细胞进行CLDN2敲低，均能显著减少肝转移灶的数量和体积，且不影响细胞体外活力，证实CLDN2是阻断IKKα缺失驱动转移的关键靶点。总结思考该研究颠覆了IKKα的传统认知，揭示其作为“转移抑制因子”的全新角色，核心机制是通过调控紧密连接成分（ZO-1稳定性、CLDN2表达），抑制“紧密连接高表达+CDH17阳性”细胞亚群的形成。这一发现不仅解释了“上皮样结构肿瘤细胞为何具有强转移能力”的临床困惑，更锁定了肠癌肝转移的关键靶点，具有重要转化价值。目前研究仍存在一定局限：IKKα对ZO-1的调控是否为直接磷酸化仍需验证。CDH17阳性细胞亚群在临床样本中的分布和预后价值需扩大队列验证。CLDN2抑制剂的临床安全性和特异性仍需优化。未来需进一步明确该细胞亚群的代谢特征、对微环境的适应机制，以及与免疫检查点抑制剂的联合应用潜力。 Alvarez-Villanueva, D., Maqueda, M., Harti, D.et al. Tight junction-high and CDH17-positive cell population is the source of colorectal cancer liver metastases. Nat Commun (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-025-68169-3

2023-01-07

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Nature Review | 抑制磷酸肌醇激酶，有望治愈所有疾病！

脂质磷酸肌醇是细胞各种生命活动的主要调节剂，由磷酸肌醇激酶严格调控产生。目前主要集中在I类磷酸肌醇3-激酶 (PI3K) 的药物治疗上，但近年来已经揭示了靶向几乎所有人类疾病中磷酸肌醇激酶的可能性，包括癌症、免疫缺陷、病毒感染和神经退行性疾病，开发更多磷酸肌醇激酶的强效和选择性抑制剂成为自然趋势。磷酸肌醇激酶可大致分为三个家族：第一个家族包含所有类别的磷酸肌醇3-激酶（PI3K）和III型PI4K，第二个家族包含PIP激酶，最后一个家族包含II型PI4K（图 1）。本文将对这三个家族的前沿进展进行详细分析。图1 磷酸肌醇和产生它们的磷酸肌醇激酶I类PI3K抑制剂磷酸肌醇激酶是多种人类疾病的治疗靶点，包括癌症、病毒感染、神经退行性疾病、发育障碍、糖尿病和炎症性疾病。目前，有许多I类PI3K抑制剂在临床上被批准用于治疗多种癌症。I类磷酸肌醇3激酶(PI3K)产生磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸(PIP3)，是细胞生长、代谢和免疫功能的主要调节剂。PI3K通路是癌症中突变最频繁的通路，PI3K的体细胞突变是多种人类癌症、原发性免疫缺陷、发育障碍和过度生长综合征的致病因素。PI3K 抑制剂的研发将为其他磷酸肌醇激酶抑制剂的设计提供信息。表1 I类PI3K抑制剂进展情况I 类PI3K以外的磷酸肌醇激酶抑制剂2.1 PIP激酶演化家族2.1.1 PIKfyve● 结构PIKfyve是真核生物中唯一催化从磷脂酰肌醇3-磷酸(PI3P)生产磷脂酰肌醇3,5-二磷酸(PI(3,5)P2)的蛋白质。除了脂质激酶活性外，PIKfyve还具有蛋白激酶活性，并受抑制性自磷酸化调节。PIKfyve复合体在离子稳态，内吞途径的内体运输、细胞迁移和溶酶体功能中发挥作用。对小鼠突变体和敲除模型以及患者临床突变的研究揭示了PIKfyve复合体所有成员在中枢和周围神经系统中的关键作用。图 2：PIKfyve 的结构-功能、抑制和治疗靶向● 药理抑制剂PIKfyve抑制剂通过破坏内溶酶体运输来阻断病毒进入宿主细胞质，从而显示出作为抑制病毒感染靶点的前景。能够改善神经退行性疾病，抑制病毒感染和癌症。目前已开发出多种PIKfyve抑制剂。大部分PIKfyve抑制剂还处于临床前阶段，如YM201636，MF4，APY0201，WX8，NDF和MOMIPP。第一个被发现的强效和选择性PIKfyve抑制剂YM201636源于针对I类PI3K的药物发现，它对PIKfyve非常有效，选择性是I类PI3Kp110α的100倍。PIKfyve抑制剂Apilimod和ESK981正在进行针对癌症和病毒感染的临床试验。PIKfyve抑制剂YM201636和Apilimod都阻断了帕金森病体外模型HEK293细胞中α-突触核蛋白的单体聚集。表2 PIKfyve抑制剂总结2.1.2 PI4P5Ks和PI5P4Ks● 结构PI(4,5)P2是哺乳动物细胞中最丰富的双磷酸化磷酸肌醇，而且还是基本癌症和代谢激酶PI3K的底物。负责产生PI(4,5)P2的激酶被分为两个亚家族，即I型和II型激酶。在哺乳动物中，I型PI4P5K家族由三种亚型（PI4P5Kα、PI4P5Kβ和PI4P5Kγ）组成，也存在三种哺乳动物II型PI5P4K亚型（PI5P4Kα、PI5P4Kβ和PI5P4Kγ）。图 3：PI4P5K 和 PI5P4K 的结构-功能和抑制● PI4P5Ks的药理学抑制剂迄今为止，已经报道了有限数量的有效和特异性PI4P5K抑制剂，并且仍处于临床前开发的早期阶段，它们被报道抑制癌症和炎症性疾病（表3）。其中最好的是ISA-2011B，它以高亲和力结合PI4P5Kα并在多种模型中抑制其蛋白质表达和癌症生长以及抑制炎症，但它具有显着的脱靶效应，进一步优化ISA-2011B，或开发另一种对PI4P5Kα具有更高选择性的基团，将是推进PI4P5Kα抑制剂超越临床前研究的必要条件。●PI5P4Ks的药理学抑制剂PI5P4K已成为p53无效肿瘤中有吸引力的药物靶标，并被认为是代谢的关键调节剂。临床前研究正在探索早期阶段的小分子抑制剂，包括泛PI5P4K抑制剂和亚型特异性PI5P4K抑制剂（表3），它们表现出抑制糖尿病，免疫性疾病，神经退行性疾病和抗癌效果，但目前尚未进入临床阶段。表3 PI4P5Ks和PI5P4Ks抑制剂总结2.2 PI3K−III型PI4K进化家族2.2.1 PI4KA和PI4KB● 结构有四种哺乳动物磷脂酰肌醇4-激酶(PI4K)，由II型（PI4KIIα和PI4KIIβ）和III型（PI4KIIIα和PI4KIIIβ，）组成，它们一起从磷脂酰肌醇中产生PI4P。PI4P在多种细胞器中介导了蛋白质的膜募集、整合膜蛋白活性的调节和细胞器之间的脂质转运。PI4KA和PI4KB蛋白具有与PI3Ks进化相关的同源螺旋和脂质激酶结构域（图4a、b）。然而，这两种蛋白质通过一组独特的蛋白质结合分子和翻译后修饰具有不同的调节模式。图 4：PI4KA 和 PI4KB 的结构-功能、抑制和治疗靶向● PI4KA的药理学抑制剂PI4KA在HCV感染中的关键作用促进有效和特异性PI4KA抑制剂的开发。PI4KB抑制剂可预防病毒感染，寄生虫感染，PI4KA和PI4KB抑制剂具有抗癌作用。表 4 III型PI4K和II、III类PI3K的抑制剂总结2.3 II类PI3K● 结构II类PI3K，也称为PI3KC2，存在α、β和γ三种亚型。PI3KC2s催化PI和PI4P的3-OH磷酸化；因此，它们似乎既是用于PI3P合成的III类PI3K的替代品，也是I类PI3K和5-OH磷酸酶介导的PI(3,4)P2生产的替代品。研究最深入的II类亚型是PI3KC2α，它在发育中起着至关重要的作用，PI3KC2α生成的PI(3,4)P2作为内吞作用的关键驱动因素。PI3KC2β中激酶死亡突变的纯合小鼠表现出葡萄糖耐量增强。图 5：II类PI3K的结构-功能、抑制和治疗靶向● 药理抑制剂PI3KC2的初始抑制剂是从I类PI3K抑制剂PIK-90的衍生物开发的，得到4-氨基烟酰胺衍生物MIPS-19416，它显示出对PI3KC2α和PI3KC2β的效力。高通量筛选和迭代药物化学优化的结合促成了高选择性PI3KC2α抑制剂(PITCOIN)的开发。PI3KC2α抑制剂能够抗血栓形成，抑制肺癌和黑色素瘤模型的血管生成和肿瘤生长。表5 II 类 PI3K抑制剂总结 2.4 III类PI3K：VPS34● 结构III类PI3K，VPS34是真核生物中的原始PI3K酶。它在体外和体内专门催化PI产生PI3P（图1），并且被发现为两种不同的四聚体复合物，即复合物I和复合物II。这两种复合物具有本质上相同的激活机制：通过每个复合物独有的一系列相互作用，将VPS34域从受抑制的构象中释放出来。这两个复合物在功能上是不同的，复合物I启动巨自噬，而复合物II调控内吞途径的流量。图 6：III 类 PI3K 的结构-功能、抑制和治疗靶向● III类PI3K的药理学二十多年前发现的自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)可抑制VPS34，但选择性极差。最近，已经开发出几种有效且高度选择性的VPS34抑制剂用于临床前研究。最近的临床前研究也表明这些化合物可有效治疗癌症。表6 III类PI3K抑制剂总结展望许多磷酸肌醇激酶与各种血液学、神经学和传染病以及各种癌症有关。它们已被证明适合小分子抑制剂的开发，预示着作为真正治疗靶点的巨大潜力。已经为大多数PI3K超家族以及PIKfyve开发了高效和选择性抑制剂；这些都处于高级临床前研究阶段，甚至进入临床试验阶段，针对PI4P5Ks和PI5P4Ks以及II型PI4Ks也开发了有前景的工具化合物。参考资料：1. Burke, J.E., Triscott, J., Emerling, B.M. et al. Beyond PI3Ks: targeting phosphoinositide kinases in disease. Nat Rev Drug Discov (2022). https://doi.org/10.1038/s41573-022-00582-52. 智慧芽数据库https://synapse.zhihuiya.com/3 摄图.新视界

临床结果

100 项与 YM-201636 相关的药物交易

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