【Cell 】全新靶点MKK4 抑制剂已进入Ⅰ期临床试验，风险与机遇共存

2024-03-16

临床1期临床2期

导读肝脏具有独特的再生能力，在发生损伤后肝细胞迅速启动增殖程序，进行损伤修复。然而，在急性或慢性肝病中以及肝切除术后，肝细胞再生能力往往受损，无法恢复肝脏质量和功能。疾病相关的微环境通过复杂的细胞间互作降低肝细胞再生能力，但人们对潜在的分子机制知之甚少。德国图宾根大学的 Lars Zender 团队在肝再生领域深耕十余年，2013 年曾在 Cell 报道通过体内 RNAi 筛选鉴定出丝裂原活化蛋白激酶激酶 4（MKK4）是肝细胞再生的关键调控因子。压力信号活化 MKK4，进而活化 JNK1/2/3 和 p38，而 MKK4 的敲低上调 MKK7/JNK1 活化的 ATF2、ELK1 促再生转录程序，从而恢复肝细胞再生能力。尽管许多实验室以及初创公司进行 MKK4 抑制剂的开发，其靶向性、疗效仍不理想。2024 年 3 月 14 日，来自德国图宾根大学的 Lars Zender 和新加坡南洋理工大学等研究团队联合在 Cell 发表了题为 First-in-class MKK4 inhibitors enhance liver regeneration and prevent liver failure 的文章。在证明系统性 MKK4 的抑制促肝再生的基础上，开发了强效、选择性的 MKK4 抑制剂，在多种动物模型中证明了安全有效性，并进入 Ⅰ 期临床试验。图源：Cell研究思路作者原创创新点1. 基于结构学的开发使抑制剂具有高选择性；2. 通过严谨的临床前实验证明 HRX215 具有良好的耐受性和安全性；3. HRX215 具有强大的促肝再生能力，为更大范围肝肿瘤切除以及肝小叶移植提供基础。主要研究内容1. 敲低 MKK4 促进小鼠肝脏再生，并且长期安全为了模拟 MKK4 抑制剂的系统作用，研究员构建了 dox 诱导的 MKK4 敲低鼠（CAG-rtTA; TRE-shMKK4），dox 诱导后进行部分肝切除（PH），显示 MKK 的敲低使 Ki67 阳性细胞增多，证明 MKK4 的系统性抑制促进肝再生。Dox 处理 12 个月后，shMKK4 鼠的体重以及组织病理学形态正常，表明了 MKK4 抑制剂的安全性。Figure 1. MKK4 的敲低促进小鼠肝脏再生，并且长期安全（图源：Cell ）2. 强效、选择性小分子 MKK4 抑制剂的开发和表征首先，研究员开始进行药物发现。因为受限于尚无足够分辨率的蛋白结构，他们从已报道的蛋白激酶抑制剂的脱靶谱中，选择了对 MKK4 具高脱靶亲和力的 vemurafenib（BRAFV600E 抑制剂）作为原型，经过 C 环置换、烷基磺酰胺修饰后产生二代抑制剂；接着解析了与激酶结构域的 NMR 结构，基于经验对 C 环修饰后，最终将选择性最高的 HRX215 作为临床候选药物。经过细胞和体内实验表明，HRX215 具细胞膜通透性，并且半衰期（3.4-3.9 h）允许进一步的体内药理学分析。Figure 2. 强效、选择性小分子 MKK4 抑制剂的开发和表征（图源：Cell ）3. HRX215 促进肝增殖、稳定肝细胞接着，研究员在体内探究 HRX215 的药效、安全性。与敲低 MKK4 一致，HRX215 以剂量依赖性方式促进 PH 后的肝细胞增殖，并且不诱导未手术肝的增殖；此外，HRX215 处理与 MKK4 敲低的肝的术后表达谱高度相关，表明 HRX215 的选择性。除了促进肝细胞增殖，肝 MKK4 的抑制具有肝保护功能。TUNEL 显示，HRX215 抑制 CCl4 诱导的肝损伤模型中的肝细胞凋亡；凋亡相关磷酸化蛋白阵列显示，HRX215 抑制 PH 后的肝细胞凋亡。最后评估安全性。通过血浆、肝脏代谢组学显示，HRX215 仅引起自身代谢物的变化；GAN-NASH 模型中，12 周的 HRX215 治疗不增加肿瘤数量，甚至降低肿瘤尺寸，但不影响异常增生，表明 HRX215 抑制肿瘤进展。Figure 3. HRX215 促进 PH 后的肝细胞增殖，减轻 CCl4 肝损伤模型中细胞凋亡（图源：Cell ）Figure 4. HRX215 长期治疗的安全性（图源：Cell ）4. HRX215 阻止 PHLF为了更好地验证人肝切除术后的情况，作者使用猪 PH 模型，其中 85% 肝切除会引发肝切除术后肝衰竭（PHLF），是严重的临床问题。与小鼠模型一致，HRX215 增加再生肝的体积，促进肝细胞增殖。在 85% 肝切除模型中，HRX215 有效阻止急性肝衰竭的发生（ICP 增加），维持肝的正常功能（代谢、合成凝血蛋白）。重要的是，HRX215 治疗阻止术后昏迷，以及肝脏变小、灌注不足，表明 HRX215 介导的肝再生有效阻止 85% 肝切除术后的致命 PHLF。Figure 5. HRX215 增加猪 85% 肝切除术后的肝再生（图源：Cell ）Figure 6. HRX215 阻止 85% 肝切除术后的肝衰竭（图源：Cell ）5. HRX215 具有良好的安全性、药代动力学特征最后在 48 名男性志愿者中进行Ⅰ期临床试验，显示 HRX215 不会引发不良反应。使用 LC-MS/MS 研究药代动力学，发现 HRX215 被快速吸收，达到最大浓度后以双相方式被清除；暴露量与剂量正相关；进食后给药延迟吸收但提高生物利用度。Figure 7. HRX215 的首次人体Ⅰ期临床试验（图源：Cell ）文章小结本文在证明系统性 MKK4 抑制剂肝再生的基础上，进行了 MKK4 小分子抑制剂的开发、临床前评估以及Ⅰ期临床毒性评估。图源：Cell参考文献：Zwirner S, et al. First-in-class MKK4 inhibitors enhance liver regeneration and prevent liver failure. Cell. 2024 Mar 28;187(1-19).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↓