激酶是控制許多細(xì)胞功能(包括細(xì)胞生長和自我毀滅)的關(guān)鍵酶。人類基因組中大約有500種激酶。在癌細(xì)胞中,這些激酶經(jīng)常過度活躍,因而正常的調(diào)節(jié)機(jī)制不再發(fā)揮作用。異常的細(xì)胞能夠不受控制地增殖,而且生長中的腫瘤啟動血管的形成以維持自身的生存。
激酶抑制劑的使用能夠成功地延緩某些癌癥中的腫瘤生長。當(dāng)前有超過350種激酶抑制劑正用于臨床試驗中,它們中的37種已被批準(zhǔn)用于**。在很多情形下,單個激酶抑制劑的作用機(jī)制是未知的。很多激酶抑制劑在癌細(xì)胞中具有不同的功能靶點,因此它們的應(yīng)用可能比之前想象的更加廣泛。
在一項新的研究中,來自德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的研究人員采取了一種獨特的方法來闡明這些激酶抑制劑特異性地靶向哪些激酶和細(xì)胞信號通路:在超過6000小時的質(zhì)譜分析中,他們分析了243種臨床上測試過的激酶抑制劑與上百種激酶之間的相互作用。他們在接近生理條件下研究了這些激酶抑制劑的活性。他們不是利用基因工程產(chǎn)生的激酶進(jìn)行測試,而是分析了白血病、腦瘤、結(jié)腸癌細(xì)胞對這些激酶抑制劑作出反應(yīng)時的全部細(xì)胞內(nèi)含物。通過這種方式,他們能夠系統(tǒng)性地繪制出激酶-激酶抑制劑相互作用圖譜。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年12月1日的Science期刊上,論文標(biāo)題為“The target landscape of clinical kinase drugs”。
在這種圖譜中,這些研究人員發(fā)現(xiàn)了之前與激酶抑制劑**不相關(guān)聯(lián)的新型激酶。作為其中的一種新型激酶,MELK已被鑒定為某些肺癌預(yù)后**的生物標(biāo)志物。論文通信作者、慕尼黑工業(yè)大學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)與生物分析學(xué)主任Bernhard Küster說,“令人驚訝的是,一些測試過的激酶抑制劑能夠阻斷MELK活性?!边@些研究人員也鑒定出幾種MELK-激酶抑制劑復(fù)合物的**分子結(jié)構(gòu),這就為開發(fā)優(yōu)化的MELK抑制劑奠定了基礎(chǔ)。
這些研究人員發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前用于**甲狀腺癌的激酶抑制劑卡博替尼(cabozantinib)的一種新用途。結(jié)果表明卡博替尼也能有效地阻斷一種在急性髓性白血病(AML)發(fā)病中起作用的激酶。這種**能夠顯著地延緩白血病細(xì)胞在小鼠中的生長。Küster說,“鑒于這種**是一種已被批準(zhǔn)的**,我們能夠直接將它用于新的臨床試驗中?!?
Küster協(xié)調(diào)開發(fā)ProteomicsDB數(shù)據(jù)庫和德國癌癥協(xié)會(German Cancer Consortium, DKTK)蛋白質(zhì)組分析平臺,這就讓這些研究人員能夠獲取大量的激酶抑制劑數(shù)據(jù)。這些新的數(shù)據(jù)已讓臨床界感到激動人心:慕尼黑工業(yè)大學(xué)醫(yī)院**醫(yī)生Florian Bassermann說,“這些信息對具有不同尋常的遺傳特征的患者而言是特別重要的。分子腫瘤委員會如今有全新的選擇來為每名患者推薦*合適的**?!?