征服“難以成藥”的MYC:生物制藥行業(yè)的攻堅(jiān)之旅
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引言:MYC——癌癥研究的“圣杯”
MYC基因家族在癌癥研究中的地位猶如人類基因圖譜中的“珠峰”——既令人向往,又充滿艱險(xiǎn)。自1979年首次被發(fā)現(xiàn)以來(lái),無(wú)數(shù)科學(xué)家為攻克這個(gè)驅(qū)動(dòng)70%以上人類癌癥的“終極致癌基因”耗盡畢生心血。
MYC基因家族由三個(gè)成員組成:c-MYC、N-MYC和L-MYC。這些基因編碼的蛋白質(zhì)作為轉(zhuǎn)錄因子,能夠結(jié)合到DNA的特定序列上,調(diào)控下游基因的表達(dá)。這種調(diào)控能力使得MYC在細(xì)胞增殖、分化、代謝等多個(gè)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
盡管MYC在癌癥中的重要性不言而喻,但開(kāi)發(fā)針對(duì)MYC的藥物一直面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因?yàn)閺慕Y(jié)構(gòu)上它沒(méi)有明確的結(jié)合口袋,而且其通過(guò)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間的相互作用而發(fā)揮作用,為活性藥物提供了更少的機(jī)會(huì)。此外,MYC也在細(xì)胞核中發(fā)揮作用,調(diào)控了一系列信號(hào)途徑,阻斷可能帶來(lái)很多的毒性問(wèn)題。這些獨(dú)特的生物學(xué)特性讓MYC長(zhǎng)期被貼上“不可成藥”標(biāo)簽,但近年研發(fā)突破正使得這一困境出現(xiàn)歷史性拐點(diǎn)。
-02-
MYC在癌癥中的作用
在正常生理?xiàng)l件下,MYC的表達(dá)受到嚴(yán)格的調(diào)控,以確保細(xì)胞功能的正常運(yùn)行。然而,在癌癥中,MYC的表達(dá)常常失去控制,導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控、代謝紊亂等一系列問(wèn)題。這種異常的MYC表達(dá)被認(rèn)為是癌癥發(fā)生和發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力之一。
MYC在癌癥中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1. 促進(jìn)細(xì)胞增殖
MYC能夠激活與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因表達(dá),如細(xì)胞周期蛋白和CDK激酶等。這些基因的表達(dá)增加會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞周期進(jìn)程加快,從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的快速增殖。
2. 抑制細(xì)胞分化
MYC還能夠抑制與細(xì)胞分化相關(guān)的基因表達(dá),使得腫瘤細(xì)胞失去正常的分化能力,保持未分化的狀態(tài)。這種狀態(tài)有利于腫瘤細(xì)胞的無(wú)限增殖和擴(kuò)散。
3. 調(diào)控代謝途徑
MYC能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝途徑,使其適應(yīng)腫瘤生長(zhǎng)所需的能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。例如,MYC能夠激活糖酵解途徑,使腫瘤細(xì)胞即使在缺氧條件下也能進(jìn)行高效的能量代謝。
4. 誘導(dǎo)血管生成
MYC還能夠誘導(dǎo)腫瘤血管的生成,為腫瘤提供充足的血液供應(yīng)。這種血管生成作用不僅有助于腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散,還為腫瘤細(xì)胞提供了逃逸免疫監(jiān)視的機(jī)會(huì)。
5. 抑制免疫反應(yīng)
MYC還能夠抑制免疫細(xì)胞的活性和功能,降低機(jī)體對(duì)腫瘤的免疫監(jiān)視和攻擊能力。這種免疫抑制作用為腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移提供了有利條件。
MYC在癌癥中的作用機(jī)制復(fù)雜多樣,涉及多個(gè)信號(hào)通路和分子網(wǎng)絡(luò)。因此,針對(duì)MYC的藥物開(kāi)發(fā)需要綜合考慮其生物學(xué)特性和調(diào)控網(wǎng)絡(luò),尋找有效的干預(yù)策略。
-03-
破局之路:多維度創(chuàng)新策略
MYC的靶向治療策略可分為直接和間接兩大類:
一、直接抑制MYC的靶向策略
MYC-MAX異二聚化干擾:通過(guò)修飾的bHLHZ結(jié)構(gòu)域形成無(wú)活性的MYC復(fù)合物(與MAX/MYC自身結(jié)合),阻斷其與DNA結(jié)合(E-box)并抑制轉(zhuǎn)錄激活;小分子復(fù)合物(如KJ-Pyr-9):阻斷MYC-MAX相互作用,抑制腫瘤細(xì)胞增殖;Omomyc衍生物(如FPPa-OmoMYC):通過(guò)融合穿透肽或納米載體遞送,增強(qiáng)細(xì)胞穿透性和抗腫瘤活性。
G-四鏈體(G4)穩(wěn)定劑:季銨鹽衍生物(如CX-3543):通過(guò)穩(wěn)定MYC啟動(dòng)子區(qū)的G4結(jié)構(gòu),阻遏轉(zhuǎn)錄;選擇性G4配體(如DNAi 5T):結(jié)合MYC特異性G4序列,降低表達(dá)并誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。
基于蛋白降解的策略:PROTAC(如ProMyc)通過(guò)MYC適配體與E3泛素連接酶結(jié)合,誘導(dǎo)MYC泛素化降解;RNase L激活型降解劑:靶向MYC mRNA,誘導(dǎo)其選擇性降解。
核酸靶向療法:雙鏈誘餌寡核苷酸攜帶E-box結(jié)合序列,競(jìng)爭(zhēng)性捕獲MYC轉(zhuǎn)錄因子;siRNA/siRNA復(fù)合物(如89WP脂質(zhì)體):通過(guò)改進(jìn)的遞送系統(tǒng)(如穿透肽修飾)、納米載體,下調(diào)MYC mRNA;反義寡核苷酸(如AZD9150):結(jié)合MYC mRNA并抑制翻譯。
二、間接抑制MYC的策略
BET溴結(jié)構(gòu)域抑制劑(JQ1、OTX015等):抑制BET蛋白與MYC啟動(dòng)子結(jié)合,減少其轉(zhuǎn)錄。
CDK9抑制劑(KB-0742):阻斷RNA聚合酶Ⅱ延長(zhǎng)復(fù)合物,抑制MYC轉(zhuǎn)錄。
eIF4F翻譯復(fù)合體抑制劑(如silvestrol):干擾MYC mRNA的翻譯。
靶向MYC依賴的應(yīng)激通路(如未折疊蛋白反應(yīng),UPR):聯(lián)合抑制UPR可增強(qiáng)MYC抑制效果。
細(xì)菌蛋白酶(如rLon):通過(guò)降解MYC蛋白抑制腫瘤。
MAX同二聚體穩(wěn)定劑(如KI-MS2-008):促進(jìn)MAX自身結(jié)合,減少M(fèi)YC-MAX復(fù)合物形成。
-04-
臨床進(jìn)展與挑戰(zhàn)
經(jīng)過(guò)人們的不懈努力,一些靶向MYC的細(xì)胞穿透肽或小分子抑制劑或降解劑已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái),并進(jìn)入到臨床階段。一種名為Omomyc的細(xì)胞穿透肽,在人體的初步試驗(yàn)中證明是安全且潛在有效的。Omomyc的開(kāi)發(fā)源于對(duì)MYC及其主要蛋白伴侶MAX結(jié)構(gòu)的解析,它們都含有密切相關(guān)的二聚結(jié)構(gòu)域。但是,奇怪的是,MYC只能結(jié)合MAX,但MAX可以結(jié)合許多其它蛋白,包括自己。在比較了MYC和MAX的結(jié)構(gòu)后,研究人員確定了四種可能阻止MYC同源二聚化的帶電氨基酸。當(dāng)將這些排斥性氨基酸換成中性氨基酸時(shí),產(chǎn)生的工程肽Omomyc可以結(jié)合內(nèi)源性MYC。Peptomyc于2021年 4月啟動(dòng)了OMO-103的第一階段試驗(yàn),這是一種新版本的Omomyc。這項(xiàng)試驗(yàn)招募了22名經(jīng)過(guò)嚴(yán)重預(yù)處理的實(shí)體瘤患者,該結(jié)果進(jìn)一步證明了MYC抑制作為抗癌策略是安全且潛在有效的。最常見(jiàn)的治療引起的不良事件是輸液相關(guān)反應(yīng)、背痛、貧血和乏力。在療效方面,OMO-103沒(méi)有出現(xiàn)完全或部分響應(yīng),但8名患者病情穩(wěn)定,其中2名胰腺癌患者接受OMO-103作為第四線治療。目前,Peptomyc在為其下一個(gè)臨床試驗(yàn)制定計(jì)劃,優(yōu)先考慮OMO-103聯(lián)合化療治療胰腺癌。目前,除了OMO-103外,一些其它MYC靶向分子的研究也不斷涌現(xiàn),并且可能會(huì)提供更好的藥理特性。例如,一種名為MYCi975的小分子抑制劑可以破壞MYC–MAX二聚體,促進(jìn)MYC降解并殺死癌細(xì)胞,這種藥物的一期試驗(yàn)已在進(jìn)行中。此外,結(jié)合和破壞MYC的PROTAC靶向降解劑也即將出現(xiàn)。Kintor Pharmaceuticals展示其雙c-MYC和GSPT1膠降解劑的臨床前結(jié)果。加州大學(xué)伯克利分校的一個(gè)團(tuán)隊(duì)展示了E3連接酶UBR5如何降解MYC和其他轉(zhuǎn)錄因子,為MYC靶向降解劑提供了可能的替代途徑。Omega Therapeutics正在開(kāi)發(fā)一種基于mRNA的方法,通過(guò)修改基因組結(jié)構(gòu)來(lái)抑制MYC的表達(dá)。該公司已開(kāi)始了其MYC靶向藥物OTX-2002的一期試驗(yàn)。Monte Rosa Therapeutics公司的GSPT1降解劑MRT-2359也在EORTC-NCI-AACR會(huì)議上亮相,通過(guò)在MYC可開(kāi)啟和關(guān)閉的細(xì)胞系中篩選其降解物,他們鑒定出了控制MYC活性的化合物。MRT-2359的I期試驗(yàn)?zāi)壳罢贛YC驅(qū)動(dòng)的腫瘤中進(jìn)行。此外,BMS正在急性髓性白血病的I/II期試驗(yàn)中測(cè)試一種名為CC-90009的GSPT1降解劑。
-05-
結(jié)語(yǔ):MYC抑制劑研發(fā)的“分形哲學(xué)”
在征服MYC的征程中,每個(gè)技術(shù)突破都像分形幾何圖案中的一個(gè)片段——看似獨(dú)立,實(shí)則指向統(tǒng)一的終點(diǎn)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)工程、RNA技術(shù)、AI技術(shù)形成合力,突破“不可成藥”邊界的時(shí)刻已然到來(lái)。這場(chǎng)跨越40年的攻堅(jiān)戰(zhàn)告訴我們:癌癥治療沒(méi)有不可逾越的壁壘,只有尚未攻克的認(rèn)知維度。
參考文獻(xiàn):
1.Climbing cancer's MYC mountain. Nat Rev Drug Discov. 2022 Nov 11.
2. MYC in cancer: from undruggable target to clinical trials. Nat Rev Drug Discov.2025 Feb 19.
原文標(biāo)題 : 征服“難以成藥”的MYC:生物制藥行業(yè)的攻堅(jiān)之旅
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