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近日，中国药科大学杨鹏/王晓/袁凯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“新型蛋白精氨酸甲基转移酶7（PRMT7）抑制剂的开发及其在前列腺癌治疗中的应用”的研究论文，该研究聚焦于前列腺癌（PCa）治疗的新靶点——蛋白精氨酸甲基转移酶7（PRMT7），并成功开发出一种高效、选择性的PRMT7抑制剂A33，为前列腺癌的治疗提供了新的策略和潜在药物候选物。一分钟速览研究背景前列腺癌（PCa）是全球男性中最常见的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率均居高不下。尽管雄激素剥夺疗法（ADT）是高危前列腺癌的标准一线治疗方案，但大多数患者最终会对ADT产生耐药性，发展为转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC），目前仍无法治愈。因此，开发新的有效治疗方法迫在眉睫。近年来，蛋白精氨酸甲基转移酶7（PRMT7）被发现与多种癌症的发生和发展密切相关，包括前列腺癌。PRMT7在前列腺癌组织中的表达水平显著高于正常组织，且其敲低可抑制前列腺癌细胞的增殖和迁移。然而，目前针对PRMT7的有效抑制剂开发仍十分有限，且大多数已报道的抑制剂为核苷类似物，存在潜在的严重不良反应和药代动力学问题。重点内容杨鹏团队基于已报道的非核苷类PRMT7抑制剂JS1310，通过合理的药物设计策略，对化合物结构进行了多轮优化，最终获得了具有显著抗前列腺癌活性的化合物A33。A33在体外实验中显著抑制了前列腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力，诱导细胞周期阻滞和凋亡，并且在体内DU-145异种移植瘤模型中有效抑制了肿瘤生长，显示出较低的毒性。机制研究表明，A33通过降低前列腺癌细胞中单甲基精氨酸（MMA）水平，调节肿瘤转移、增殖和凋亡相关蛋白的表达，并增强抗肿瘤天然免疫反应，从而发挥其抗肿瘤作用。研究总结本研究不仅为PRMT7作为前列腺癌治疗靶点提供了有力的证据，还开发出了一种高效、低毒的PRMT7抑制剂A33，为前列腺癌的治疗提供了新的药物候选物。此外，该研究还揭示了PRMT7在肿瘤发生发展中的潜在机制，为未来针对PRMT7的药物研发提供了重要的理论基础和实验依据。图片来源：ACS详细阅读01Background研究背景前列腺癌（PCa）是全球男性中最常见的恶性肿瘤之一，尤其在美国，它是男性中最常见的癌症类型，也是癌症相关死亡的主要原因之一。尽管近年来治疗方法有所改进，但大多数患者最终仍会对雄激素剥夺疗法（ADT）产生耐药性，发展为转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC），目前仍无法治愈。因此，开发新的有效治疗方法迫在眉睫。蛋白精氨酸甲基转移酶（PRMTs）家族包含九个成员，根据其甲基化产物可分为三种类型。PRMT7是唯一属于第三类的成员，它仅催化单甲基精氨酸（MMA）的形成。近年来，PRMT7在多种癌症中的表达水平升高，并促进肿瘤发生和转移，包括前列腺癌。研究表明，PRMT7在前列腺癌组织中的表达高于正常组织，且其敲低可抑制前列腺癌细胞的增殖和集落形成能力。然而，目前针对PRMT7的有效抑制剂开发仍十分有限，且大多数已报道的抑制剂为核苷类似物，存在潜在的严重不良反应和药代动力学问题。因此，本研究旨在开发一种新型的非核苷类PRMT7抑制剂，以期为前列腺癌治疗提供新的策略。图片来源：ACS02Drug Design药物设计与评价①药物设计JS1310是首个被报道用于治疗慢性髓系白血病（CML）的非核苷类PRMT7抑制剂，尽管其对PRMT7的抑制活性较为温和（IC50 = 5 μM），但其独特的非核苷骨架为开发新型PRMT7抑制剂提供了良好的起点。通过对接分析JS1310与PRMT7的结合模式，作者观察到以下关键相互作用：(1) “−NH−”基团与双E环中的Glu144形成氢键；(2) 4-氨基喹啉部分指向保守的THW环，并与Ser34和Phe146（在双E环中）形成两个氢键；(3) 三甲氧基苯基部分与Val95形成氢键，并与其他几个残基存在较弱的相互作用。基于这些观察结果，作者提出了以下分子设计策略：(1) 用不同类型的芳香环替换中心的嘧啶环，因为嘧啶环与残基之间没有形成关键相互作用；(2) 用不同长度、立体构型和大小的链替换胺连接链，因为4-氨基喹啉部分在口袋内有足够的空间可以延伸；(3) 尝试在嘧啶环上引入取代基，以增加与下方小口袋的相互作用；(4) 探索4-氨基喹啉基团和三甲氧基苯基团的替代基团，以实现骨架跃迁和活性增加。这些设计策略为后续的化合物合成和优化提供了理论基础，旨在开发出具有更高PRMT7抑制活性和更好药代动力学特性的新型抑制剂。图片来源：ACS②构效关系探究研究团队首先尝试替换JS1310中的三甲氧基苯基团，但发现这些替换导致活性降低或丧失，因此保留了三甲氧基苯基团进行进一步优化。接着，他们通过引入不同的芳香环（如苯环、吡啶环和并芳香环）作为中心环A，以及不同长度和立体构型的连接链L1，发现这些改变对PRMT7活性有显著影响。特别是，用喹啉环替换5-氟吡啶环的化合物A13显示出更高的活性，其IC50值为0.61 ± 0.20 μM，比JS1310提高了约16倍。此外，含有二氢呋喃环的A15也表现出较好的活性，IC50值为2.55 ± 0.22 μM，比JS1310提高了约3.89倍。这些结果表明，中心环A对PRMT7抑制活性有重要影响，并且可以容忍多种芳香环结构，有助于提高活性。在进一步的优化中，研究团队对A13的4-氨基喹啉部分进行了修饰，但发现这些修饰导致活性降低或丧失，因此保留了4-氨基喹啉作为关键药效团。由于A13的细胞活性较低，团队转而优化A15，通过对接分析发现A15的二氢呋喃环可以延伸到由Tyr35、Met38、Arg44、Gly72、Gly74和Glu144形成的口袋中。基于这一发现，他们合成了一系列含有不同融合吡啶骨架的衍生物A29-A36，其中含有噻吩并吡啶环的A33显示出最佳的PRMT7抑制活性，其IC50值为0.50 ± 0.13 μM，比JS1310提高了约20倍。最后，团队对A33的三甲氧基苯基团进行了修饰，但未能进一步提高活性，因此最终选择A33作为最优化合物进行后续研究。A33不仅对PRMT7具有高选择性，而且在体外和体内实验中均显示出显著的抗前列腺癌活性，为前列腺癌治疗提供了新的潜在药物候选物。图片来源：ACS03In vitro In Vivo体内外评价①A33与PRMT7的直接结合以及其对PRMT7活性的抑制作用首先，利用表面等离子体共振（SPR）技术，研究团队发现A33能够直接与PRMT7蛋白结合，其结合解离常数（KD）为0.32 ± 0.10 μM，这一亲和力比JS1310（KD = 7.12 ± 2.59 μM）高出22倍。接着，作者评估了A33在细胞环境中对PRMT7催化活性的影响。由于PRMT7特异性地单甲基化底物蛋白中的精氨酸残基，研究团队通过Western blot实验，使用特异性抗单甲基精氨酸（MMA）抗体检测了A33对前列腺癌细胞中MMA水平的影响。结果显示，A33能够以浓度依赖性方式显著降低DU-145和22Rv1两种前列腺癌细胞系中约70 kDa蛋白的MMA水平，这一效果优于JS1310。此外，免疫沉淀实验表明，A33还能显著降低HSP70蛋白的MMA水平，且这种降低作用也是浓度依赖性的，进一步证实了A33对PRMT7活性的有效抑制。最后，作者还测试了A33对其他PRMT家族成员（包括PRMT1、3、4、5、6、8和9）的选择性，结果表明A33对这些PRMTs的抑制作用IC50值均大于100 μM，说明A33具有高度的PRMT7选择性。综上所述，A33不仅能够直接与PRMT7结合，还能有效抑制PRMT7的催化活性，并且对PRMT7具有高度的选择性，这些特性使其成为一种极具潜力的PRMT7抑制剂。图片来源：ACS②A33对前列腺癌（PCa）细胞的体外抗肿瘤活性实验结果表明，A33在多种前列腺癌细胞系中展现出显著的细胞生长抑制活性，其IC50值范围为0.5至0.7 μM，相较于JS1310降低了约2倍。A33在4天的处理期间持续抑制DU-145和22Rv1细胞的生长，效果优于同等浓度的JS1310。此外，A33显著抑制了DU-145和22Rv1细胞的集落形成能力，且在10 μM浓度下几乎完全消除了集落形成，表现出比JS1310更强的抑制效果。通过流式细胞术分析，A33浓度依赖性地诱导前列腺癌细胞在G0/G1期发生细胞周期阻滞，这表明A33能够抑制细胞的增殖能力。更重要的是，A33在DU-145和22Rv1细胞中诱导了显著的凋亡，且这种诱导作用是浓度依赖性的，其效果优于JS1310。在10 μM浓度下，A33诱导的凋亡率约为50%至60%，而5 μM浓度下的A33效果甚至优于10 μM浓度的JS1310。此外，A33还显著抑制了前列腺癌细胞的迁移和侵袭能力，其抑制效果比JS1310更为显著。这些实验结果表明，A33在体外对前列腺癌细胞具有显著的抗肿瘤活性，包括抑制细胞增殖、集落形成、迁移和侵袭，并诱导细胞周期阻滞和凋亡，且其效果优于已知的PRMT7抑制剂JS1310。分子机制研究表明，A33能够调节与肿瘤转移、增殖和凋亡相关的蛋白表达，包括增加上皮标记物E-钙粘蛋白（E-cadherin）的表达，降低间充质标记物N-钙粘蛋白（N-cadherin）、波形蛋白（Vimentin）和ZEB2的表达。这些结果与PRMT7敲低对EMT分子的影响一致，进一步证实了A33通过抑制PRMT7发挥其抗肿瘤作用。此外，A33还显著调节了凋亡和增殖相关蛋白的表达，如降低癌蛋白c-MYC和抗凋亡蛋白XIAP的表达，增加肿瘤抑制蛋白p53和凋亡相关蛋白如裂解型PARP和裂解型Caspase3的表达，其效果比JS1310更为显著。这些结果表明，A33在体外对前列腺癌细胞具有显著的抗肿瘤活性，包括抑制细胞增殖、集落形成、迁移和侵袭，并诱导细胞周期阻滞和凋亡，且其效果优于已知的PRMT7抑制剂JS1310。图片来源：ACS③A33在体内的安全性和抗肿瘤效果首先，通过急性毒性实验发现，小鼠能够耐受高达1000 mg/kg的A33腹腔注射，而相同剂量的JS1310会导致所有小鼠死亡，这表明A33具有较低的毒性。在给药后两周内，A33对小鼠体重和关键器官重量的影响较小，且组织学检查未发现A33处理组小鼠关键器官有明显的毒性迹象。随后，研究团队在DU-145细胞衍生的异种移植小鼠模型中评估了A33的抗肿瘤效果。结果显示，A33以20 mg/kg的剂量每日腹腔注射给药，能够显著抑制肿瘤生长，肿瘤生长抑制（TGI）率达到62.4%，而相同剂量的JS1310的TGI率为40.3%。此外，持续给药的A33对小鼠体重没有影响，再次证实了其良好的耐受性。通过苏木精-伊红（HE）和Ki67染色分析肿瘤组织发现，A33处理组的肿瘤坏死面积大于对照组和JS1310处理组，且Ki67阳性率低于对照组和JS1310处理组，这表明A33在体内抑制了肿瘤细胞的增殖并诱导了细胞死亡。此外，对肿瘤组织的免疫印迹分析也表明A33影响了与肿瘤转移、增殖和凋亡相关的蛋白表达，与体外实验结果一致。综上所述，A33在体内表现出低毒性，并且能够显著抑制前列腺癌肿瘤的生长，显示出良好的抗肿瘤效果和治疗潜力。图片来源：ACS总结前列腺癌（PCa）是全球男性中最常见且最致命的恶性肿瘤之一，尽管现有的治疗方法如雄激素剥夺疗法（ADT）在一定程度上改善了患者的预后，但大多数患者最终会对ADT产生耐药性，发展为转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC），目前仍无法治愈。因此，开发新的有效治疗方法迫在眉睫。近年来，蛋白精氨酸甲基转移酶7（PRMT7）在多种癌症中的作用引起了广泛关注，包括前列腺癌。PRMT7在前列腺癌中的表达水平高于正常组织，且其敲低或敲除能够抑制前列腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭，并抑制肿瘤生长和转移。这些发现表明PRMT7是一个有潜力的前列腺癌治疗靶点。然而，目前针对PRMT7的有效抑制剂开发仍然有限，且大多数已报道的抑制剂为核苷类似物，可能存在严重的不良反应和药代动力学问题。在本研究中，作者基于JS1310（一种非核苷类PRMT7抑制剂）进行了结构优化，通过合理的药物设计策略，开发了一系列具有更高PRMT7抑制活性和抗前列腺癌效果的化合物。最终，他们获得了代表性化合物A33，其对PRMT7的抑制活性IC50值为0.50 μM，结合亲和力KD值为0.32 μM，且对PRMT家族其他成员具有良好的选择性。A33能够降低前列腺癌细胞中单甲基精氨酸（MMA）水平，调节与肿瘤转移、增殖和凋亡相关的蛋白表达，并增强抗肿瘤天然免疫反应。尽管A33的口服生物利用度较低，但在体内实验中，A33显著抑制了前列腺癌肿瘤的生长，且表现出较低的毒性。值得注意的是，A33在体外和体内的效果均优于先导化合物JS1310。尽管如此，PRMT7基因敲除对小鼠和人类的影响表明，PRMT7的完全缺失可能导致肌肉缺陷、脂肪生成异常以及轻度智力障碍和肥胖等症状。因此，A33在体内的安全性仍需进一步详细评估。综上所述，本研究提供了一种具有潜力的前列腺癌治疗候选药物A33，为未来前列腺癌治疗的药物开发奠定了基础。参考来源：https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.4c02978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↓

-01- 引言 细胞可塑性是指细胞对内在或外在因素的反应，转而重编程并改变其命运和身份的能力。可塑性不仅仅是干细胞的特征，细胞可以通过去分化（在同一谱系中将分化的细胞逆转为未分化状态）、转分化（将分化的细胞转化为另一分化的细胞谱系）以及上皮-间充质转化（EMT）并获得不同的表型。 可塑性对组织损伤、炎症或衰老后恢复体内平衡至关重要，但也可能导致肿瘤发生。在癌症进展过程中，肿瘤细胞可以在细胞状态之间切换，这一过程主要由细胞可塑性介导，以克服选择性压力。因此，细胞可塑性在很大程度上促进了肿瘤内的异质性和适应性，并对肿瘤生长、转移和治疗耐药性产生重大影响。因此，了解驱动细胞可塑性的内在和外在机制，以及这些机制如何促进肿瘤生长、增殖、转移和药物耐受，对我们如何利用细胞可塑性进行抗癌治疗至关重要。 -02- 肿瘤发生的细胞可塑性 分化细胞恢复到干细胞样状态的能力对肿瘤发生具有重要意义，一些致癌驱动因素影响肿瘤发生过程中的可塑性。抑癌基因如TP53、RB1和PTEN调节发育分化程序，当它们功能失调时，导致癌症发生。 例如在腺上皮细胞中，单能基底干细胞和管腔干细胞可以在肿瘤发生过程中重新获得多能性。在小鼠前列腺肿瘤发生过程中，基底细胞中的Pten缺失促进基底向管腔进而向肿瘤细胞的转分化。在小鼠乳腺癌中，磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸3-激酶催化亚基α（Pik3ca）H1047R的表达在肿瘤发生早期诱导祖细胞的多能性，为肿瘤内异质性奠定了基础。 炎症也调节再生和肿瘤发生过程中的可塑性。在小鼠小肠中，炎症后Lgr5+干细胞丢失，从而诱导Paneth细胞重新进入细胞周期，获得干细胞样特性，并有助于组织再生。在没有炎症的情况下，只有肠道干细胞才能在Apc缺失后诱导肿瘤形成。而Apc和Nfkbia的共同缺失激活了NF-κB信号传导，诱导非干细胞形成肿瘤，表明炎症信号可以扩大其肿瘤起始能力。 -03- 肿瘤生长和增殖的细胞可塑性 癌症干细胞（CSCs）表达干细胞样程序，能够自我更新，维持肿瘤生长，并产生增殖能力更受限制的肿瘤细胞。在严格的意义上讲，CSC会产生生长和分化潜力更有限的亚群，并永远不会恢复到CSC状态。然而，有证据表明，CSC和非CSC都是可塑性的，并且可能在某些条件下发生表型转变。例如，异种移植小鼠癌症类器官中Lgr5+CSCs的基因敲除限制了肿瘤生长而不会导致消退。然后，肿瘤由补充CSC池的增殖性Lgr5-细胞维持。当敲除停止时，Lgr5+CSC再次出现，导致肿瘤快速再生，并表明CSC敲除后分化程度更高的肿瘤细胞具有可塑性。这一发现得到了患者来源类器官的支持，这表明靶向CSCs而不防止细胞可塑性的治疗是不够的。 CSC生态位由异质性和相互作用的细胞群组成，在肿瘤发生中起主要作用，对CSC调节和促进癌症细胞可塑性至关重要。血管生态位是指由内皮细胞、周细胞、平滑肌细胞和免疫细胞组成的一个专门的高度血管化区域，它通过影响干性、化疗耐药性、侵袭和转移来创造一个允许肿瘤的微环境。 内皮细胞通过分泌Wnt和Notch配体以及直接的细胞-细胞相互作用来维持CSC中的干性，内皮细胞还通过IL-8和IL-6的分泌增加侵袭性和增殖。而CSCs可以通过分泌血管内皮生长因子（VEGF）诱导血管小丛形成，进而调节CSC的更新。 除了在肿瘤发生过程中吸引和重编程内皮细胞外，CSCs还可以通过模拟血管转分化为内皮样细胞。肿瘤内的低氧水平可能促进CSCs干性并获得内皮特征，肿瘤细胞向内皮细胞的分化已在不同的人类和小鼠癌症模型中得到证实，但其生物学相关性尚不清楚。CAFs通过细胞因子分泌参与CSC维持，包括HGF、IGF2、TGFβ1、IL-6和多种趋化因子配体，并通过基质金属蛋白酶分泌和胶原和透明质酸沉积参与基质重塑。 免疫细胞也是CSC生态位的关键组成部分。CSC和巨噬细胞的通讯通过直接相互作用发生，其中巨噬细胞产生的CSC生态位促进了EMT，诱导CSC中的EphA4表达，这反过来促进细胞因子分泌并维持CSC干性。巨噬细胞分泌的细胞因子（例如TGF-β、IL-6、Wnt配体）主要通过STAT-3信号传导促进肿瘤细胞的干性。 -04- 转移级联中的细胞可塑性 转移是通过多步级联发生的，包括癌症细胞从原发肿瘤脱离、局部侵入周围组织、侵入血管或淋巴管、外渗、继发器官定植和继发肿瘤生长。越来越多的证据表明，只有某些肿瘤细胞亚群，称为转移起始细胞（MIC），能够形成转移。MIC具有高度可塑性，在整个转移级联过程中表现出不同程度的干性、EMT和代谢可塑性。 转移起始 EMT对肿瘤转移非常重要，EMT可以由不同的转录因子触发，SNAI1、SNAI2、Twist1、ZEB1和ZEB2被认为是EMT的核心转录因子，可以诱导经典的EMT程序，并且通常是共表达的。EMT促进干性，使MIC产生继发性肿瘤。 在肿瘤发生过程中，癌症细胞的代谢表型可以根据营养物质的可利用性、增殖率和肿瘤突变负担而改变。转移级联增加了转移肿瘤细胞的适应性，以克服营养变化和氧化应激，MIC通常表现为厌氧糖酵解增加。在多种癌症中发生氧化磷酸化失调，并与EMT和预后不良相关。 生态位对于EMT诱导和转移起始至关重要。成纤维细胞通过分泌细胞外基质和基质金属蛋白酶来支持肿瘤细胞，促进迁移、侵袭和血管生成，并有利于肿瘤细胞的可塑性。肿瘤细胞分泌TGF-β对成纤维细胞在肿瘤发生中第一步的募集和激活至关重要。活化的成纤维细胞随后激活TGF-β的自分泌和旁分泌，在肿瘤细胞中诱导EMT并促进免疫逃逸。此外，巨噬细胞也影响EMT和肿瘤细胞的可塑性。 肿瘤细胞的局部侵袭和播散 处于完全EMT状态的肿瘤细胞侵入其周围组织，而混合EMT状态促进集体迁移，处于前沿的肿瘤细胞表现出比跟随细胞更明显的EMT表型。混合EMT细胞集体迁移与可塑性、干性、侵袭性和转移能力增加有关。接下来，肿瘤细胞作为循环肿瘤细胞（CTC）侵入血管，其中一些细胞存活下来，外渗到第二器官。在第二器官中，它们将增殖以实现转移性生长或经历休眠。 单个和聚集性CTC都表现出上皮和间充质标志物表达的变化，在肿瘤进展过程中表现出可塑性。不同CTC表型的可塑性已被证明有助于癌症的进展和化疗耐药性。在循环中，CTC的氧化应激增加，为了防止活性氧（ROS）介导的细胞死亡，肿瘤细胞增加抗氧化剂的产生。在黑色素瘤中，通过血管迁移的CTC比淋巴管中的CTC受到更高的氧化应激和铁死亡，并依赖铁死亡抑制剂GPX4生存，而通过淋巴管迁移的CTCs依赖抗氧化剂，如油酸和谷胱甘肽。 肿瘤细胞通过被血小板包裹并与白细胞、成纤维细胞、巨噬细胞和内皮细胞相互作用而在血液中存活。肿瘤细胞和巨噬细胞之间的交叉作用是CTC介导的结直肠癌转移所必需的，并促进EMT相关的可塑性。中性粒细胞-肿瘤细胞簇似乎比单独的肿瘤细胞簇更具转移性，这是由于肿瘤细胞中中性粒细胞介导的细胞周期进展增加。与血小板的相互作用提供了对血流粉碎力的抵抗力，并通过TGF-β和NF-κB途径激活诱导EMT。 转移生态位 转移生态位是由基质细胞、细胞外基质和刺激转移形成的扩散信号产生的特定微环境。越来越多的证据表明，肿瘤细胞在定植之前就准备好了它们的生态位。转移前生态位调节涉及血管渗漏、驻留细胞的重编程和骨髓衍生细胞的募集。一些机制是由转移部位的播散细胞诱导的，但原发性肿瘤也会通过分泌可溶性分子和外泌体进行远距离重编程。重编程的血管周围细胞表现出细胞外基质成分的增殖和表达增加，为转移创造了一个允许的土壤。 转移性定植 间充质-上皮转化（MET）的EMT逆转可以促进转移。E-钙粘蛋白的缺失增加了侵袭性，但其表达保护细胞在传播过程中免受氧化应激，促进转移定植。肿瘤细胞可以使用转移生态位中基质细胞表达的E-钙粘蛋白和N-钙粘蛋白形成异型连接，促进生存和生长。 几项研究强调了下调EMT因子对转移形成的必要性。鳞状细胞癌中Twist1介导的EMT促进侵袭和CTC循环，而Twist1下调促进转移定植。PRRX1促进EMT和胰腺导管腺癌的侵袭，PRRX1的作用后来被证明是由两种不同的亚型介导的：PRRX1b促进EMT、侵袭和迁移，PRRX1a刺激肝转移生长、肿瘤分化和MET。因此，转移性传播需要从转移级联的第一步的PRRX1b切换到后期的PRRX1a。 肿瘤休眠 播散的肿瘤细胞可以在转移部位进入休眠状态。这种生长停滞是由于血管形成不良、免疫破坏、缺乏营养和生长因子或通过来自微环境的抑制信号（例如TGF-β）而导致的增殖和凋亡之间的平衡。休眠细胞的特征是激活的生存途径、细胞周期停滞、持续的未折叠蛋白反应和低氧。休眠使细胞能够逃避免疫反应和化疗，通过成像技术仍然无法检测到，但即使在临床缓解几年后，也会导致复发。 肿瘤细胞进入和退出休眠的机制尚不完全清楚。休眠细胞在状态之间转换时表现出可塑性，但EMT或MET是否能促进再激活和从休眠中唤醒仍不清楚。休眠受到微环境的严格控制。转移部位的肿瘤细胞分泌III型胶原有利于休眠，而富含III型胶原的基质的破坏通过盘状蛋白结构域受体酪氨酸激酶1介导的STAT1信号传导诱导休眠细胞的觉醒和增殖。衰老过程中微环境的改变也在进入或退出休眠中发挥作用，成纤维细胞的年龄相关变化与黑色素瘤转移增加有关。衰老的成纤维细胞显示出Wnt拮抗剂sFRP2的分泌增加，其在黑色素瘤细胞中诱导对ROS介导的DNA损伤反应的抵抗，赋予对治疗的抵抗力并增加转移。肺中的老年成纤维细胞分泌更多的sFRP1并阻断Wnt5a介导的休眠诱导，刺激转移生长。影响微环境的年龄相关变化可能解释了治疗多年后转移性病变的复发。-5- 结语 肿瘤细胞可塑性在癌症发生和发展、转移和治疗耐药性中发生着关键的作用。不同的可塑性模式通过增殖状态和CSCs参与维持肿瘤生长，这在转移级联中也是必不可少的。可塑性还允许肿瘤细胞逃避选择性压力并耐药。因此，更好地了解肿瘤细胞调节可塑性的内在和外在机制，可以为新的治疗策略开辟道路，并在不久的将来提高患者的生存率。 参考资料：1.Immune Checkpoint Receptors Signaling in T Cells. Int J Mol Sci.2022 Apr; 23(7): 3529. 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。

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。