多梳家族蛋白(PcG)是一類(lèi)在進(jìn)化上高度保守的與生長(cháng)發(fā)育相關(guān)的轉錄抑制因子,最早在果蠅中發(fā)現,其作用機制主要是通過(guò)修飾組蛋白或改變染色質(zhì)結構進(jìn)而引起同源異型基因或發(fā)育調控基因的表達沉默。
PcG有多個(gè)家族成員,其中發(fā)揮轉錄抑制功能的主要有 PRC1和PRC2,兩者由不同的催化和調節亞基組成。其中PRC1蛋白復合物具有E3泛素連接酶活性,底物通常為單泛素化的組蛋白H2AK119。PRC2蛋白復合物具有甲基轉移酶活性,可以催化組蛋白H3K27的二甲基化和三甲基化修飾反應。
PRC1和PRC2的構成和主要亞基示意圖
作為PcG家族的代表性成員,PRC2是一種通過(guò)沉默特定基因表達維持核染色質(zhì)抑制狀態(tài)的多亞基復合物,是重要的表觀(guān)修飾酶,核心亞基包括組蛋白甲基轉移酶2(EZH2) 、胚胎外胚層發(fā)育蛋白(EED)、zeste抑制子(SUZ12)和視網(wǎng)膜母細胞瘤抑制因子相關(guān)蛋白(RbAp46/48),可對組蛋白H3的27位賴(lài)氨酸K27進(jìn)行甲基化修飾,具有轉錄抑制的作用。研究發(fā)現,PRC2的失調與血液系統及實(shí)體惡性腫瘤有關(guān),并與癌癥的不良預后相關(guān)。
2022年2月,生命學(xué)院戚煒課題組在國際學(xué)術(shù)期刊Cell Death and Disease上在線(xiàn)發(fā)表論文“Induction of senescence-associated secretory phenotype underlies the therapeutic efficacy of PRC2 inhibition in cancer”,該研究揭示了PRC2抑制劑抑制腫瘤生長(cháng)的分子機理。
PRC2抑制劑治療腫瘤的機理模型圖
其中,EZH2在多種人類(lèi)癌癥中呈現高表達或者功能獲得性突變,且與腫瘤預后存在相關(guān)性。EZH2靶點(diǎn)已成為近年表觀(guān)遺傳抗腫瘤領(lǐng)域研究的熱門(mén)靶點(diǎn),全球首 個(gè)EZH2抑制劑Tazemetostat已于2020年被FDA批準用于治療晚期上皮樣肉瘤和濾泡性淋巴瘤。不過(guò),EZH2二次突變引起的獲得性耐藥問(wèn)題限制了EZH2抑制劑在臨床中的應用。
晶體結構研究發(fā)現,EED與組蛋白H3第27位賴(lài)氨酸(H3K27me3)的結合導致EZH2上刺激響應基序(SRM) 的構象變化,從而提高了其催化效率。這給藥物化學(xué)工作者啟發(fā),可能通過(guò)開(kāi)發(fā)靶向EED的小分子化合物調節PRC2 的活性。而且,EED抑制劑有可能通過(guò)克服對EZH2抑制劑的耐藥,以及同時(shí)抑制EZH2和EZH1產(chǎn)生更強的抗腫瘤效果。
EDD抑制劑研究進(jìn)展
目前,全球藥企已研發(fā)出多款EED抑制劑,詳見(jiàn)下表。整體來(lái)看,在研EED抑制劑大多處于早期臨床,多被開(kāi)發(fā)用于治療血液腫瘤和實(shí)體瘤。此外,EED抑制劑還有望通過(guò)增加胎兒血紅蛋白(HbF)的表達,對多種血紅蛋白相關(guān)的貧血疾病產(chǎn)生治療作用。
全球部分在研EED抑制劑
HJM-353
HJM-353是和徑醫藥與上海科技大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的具有口服活性、新型強效、高選擇性EED抑制劑,通過(guò)阻斷三甲基化的H3K27me3與EED的結合,破壞H3K27me3-EED-EZH2的相互作用,從而實(shí)現對PRC2整體活性的抑制。HJM-353具有良好的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì),在多種屬動(dòng)物中具有很好的生物利用度,且安全窗口較大。臨床前研究表明:HJM-353在多種腫瘤細胞和動(dòng)物模型中具有很好的抗腫瘤活性,并且對他澤司他(全球首 創(chuàng )的EZH2抑制劑)的耐藥株同樣有效。2022年12月,HJM-353先后在美國和國內獲批1期臨床,用于治療晚期血液腫瘤和實(shí)體瘤。
APG-5918
APG-5918是亞盛醫藥開(kāi)發(fā)的具有口服活性、新型強效、高選擇性EED蛋白小分子抑制劑,具有高度結合親和力。作為一種變構抑制劑,APG-5918能選擇性結合EED蛋白,通過(guò)調節腫瘤表觀(guān)遺傳學(xué)及腫瘤微環(huán)境,有望克服腫瘤耐藥,實(shí)現完全和持久的腫瘤消退。2021年該藥相關(guān)研究結果榮登榮登藥化頂級期刊JMC。2022年6月和11月,APG-5918先后在美國和國內獲批臨床,用于治療晚期實(shí)體瘤或血液系統惡性腫瘤。
FTX-6058
FTX-6058是一種口服小分子EED抑制劑,被開(kāi)發(fā)用于治療鐮狀細胞病(SCD)和其他血紅蛋白病,曾被FDA授予治療SCD的快速通道認證和孤兒藥認證。在SCD患者中開(kāi)展的1b期多中心開(kāi)放標簽試驗的初步數據顯示:FTX-6058實(shí)現了HbF絕 對水平的增加,這與潛在的總體患者獲益相關(guān)。而且,FTX-6058在SCD患者中普遍耐受性良好,接觸時(shí)間長(cháng)達三個(gè)月,未報告與藥物相關(guān)的嚴重不良事件。遺憾的是,FDA于2023年2月口頭通知公司,就FTX-6058用于潛在治療SCD的試驗性新藥(IND)申請收到臨床試驗暫停通知。
ZJH-16
ZJH-16是一種新型的EED靶向先導化合物,以極高親和力直接結合到EED的H3K27me3結合口袋,并有效抑制了KARPAS422和Pfeiffer細胞的增殖。在這兩個(gè)EZH2功能獲得性突變的淋巴瘤細胞中,ZJH-16選擇性地與EED結合并降低H3K27三甲基化水平。同時(shí),ZJH-16顯著(zhù)抑制了KARPAS422細胞中PRC2的基因沉默功能。而且,ZJH-16具有良好的藥代動(dòng)力學(xué)(PK)特征,具有出色的口服生物利用度。更重要的是,ZJH-16口服后在KARPAS422異種移植模型中顯示出完全的腫瘤消退,腫瘤生長(cháng)抑制率接近100%。
EED抑制劑的開(kāi)發(fā)并不順利,除了FTX-6058臨床試驗暫停,據悉諾華的MAK683也已從其研發(fā)管線(xiàn)中砍除。MAK683是EDD抑制劑領(lǐng)域進(jìn)展進(jìn)展最快的一款藥物,此前已進(jìn)入2期臨床。
總 結
與EZH2靶點(diǎn)相比,EED靶點(diǎn)進(jìn)展較慢,且在研藥物少。除有潛力治療腫瘤,EED抑制劑還有望通過(guò)增加胎兒血紅蛋白(HbF)的表達,治療多種血紅蛋白相關(guān)的貧血疾病。我國藥企也積極布局EED靶點(diǎn),雖然相關(guān)藥物目前進(jìn)展還算順利,但是也不能太過(guò)樂(lè )觀(guān),畢竟新藥研發(fā)失敗風(fēng)險相當高。
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