Nat Cancer:KRAS竟然有全新的促癌机制,发现激酶抑制剂研发新思路

摘要:从PubMed可以查到近十年,KRAS相关文章超过2.1万篇,2024年已达到2082篇(截止2024年11月19日)。近日,益方生物与正大天晴合作开发的格索雷塞片(商品名:安方宁)获批上市,成为国内第2款获批上市KRAS G12C抑制剂。

KRAS这个靶点实在是太火了。

从PubMed可以查到近十年,KRAS相关文章超过2.1万篇,2024年已达到2082篇(截止2024年11月19日)。近日,益方生物与正大天晴合作开发的格索雷塞片(商品名:安方宁)获批上市,成为国内第2款获批上市KRAS G12C抑制剂。

KRAS抑制剂开发历程引人注目,充满激情与煎熬。从1982年发现KRAS激活突变到2013实现关键结构研究突破,整整40年的时间都被认为是“不可成药”靶点。而从2013年到如今几十款药物走出实验室,仅仅用了10年的时间。而KRAS抑制剂耐药的发生比预想的更快更复杂,让人充满担忧。

日前,北卡罗来纳大学的Clint A. Stalnecker团队在Science上题为“Determining the ERK-regulated phosphoproteome driving KRAS-mutant cancer”的文章中写到,尽管KRAS抑制剂已获批用于临床,但对药物有反应的患者不足50%,且大多会在6个月内发生耐药和复发。

近日,美国国家癌症研究所的Douglas R. Lowy和Brajendra K. Tripathi团队在Nature Cancer 发表题为“The pro-oncogenic noncanonical activity of a RAS•GTP:RanGAP1 complex facilitates nuclear protein export”的研究文章,结果发现出人意料的RAS促癌新机制。研究发现一个非典型的RAS-GTP活性功能,能够增加依赖于核输出蛋白1(XPO1)的核组蛋白赖氨酸甲基转移酶EZH2向细胞质输出,导致抑癌蛋白被降解,进而促进癌症发展。

研究还证实,KRAS的这一促癌活性独立于经典的PI3K/AKT和RAF/MEK信号通路,指出了经典KRAS抑制剂疗效有限的潜在原因,还为KRAS抑制剂联合疗法提供新思路。

RAS基因是癌症中第二大常见的突变基因。KRAS蛋白通过与GTP和GDP的结合调控自身活性。KRAS基因发生突变,蛋白构象随之改变,导致KRAS蛋白持续处于活化状态,激活下游信号通路,造成细胞内信号转导紊乱,造成细胞不可控制的增殖生长,促进肿瘤的发生发展。

这次全新机制的发现始于偶然。研究团队一直在研究重要的抑癌基因:肝癌缺失基因1(DLC1)。他们在3年前的研究中发现,在肺癌中细胞质中的EZH2会甲基化DLC1的一个特定赖氨酸残基,导致DLC1通过泛素化方式降解,这一过程可能与KRAS有关。但是这一发现让研究团队充满困惑,EZH2是核蛋白,怎么会跑到细胞质里去消灭抑癌蛋白呢?

研究首先证实EZH2与负责核蛋白进入细胞质的核输出蛋白1(XPO1)存在互作。通过敲除KRAS或抑制XPO1都会导致细胞质中EZH2减少,抑癌蛋白DLC1水平增加。且KRAS-G12C特异性抑制剂Sotorasib与XPO1抑制剂联用,也会导致细胞质中EZH2减少。研究结果说明KRAS调控细胞质中抑癌蛋白DLC1的表达水平。

通过单独使用或联用MEK抑制剂或PI3K抑制剂,不会影响细胞质中EZH2或DLC1蛋白水平,说明KRAS对XPO1的作用独立于经典KRAS信号通路。

研究人员认为KRAS通过XPO1影响细胞核蛋白向细胞质输出的机制主要包括四步。首先,Ras相关核蛋白Ran•GTP、XPO1和EZH2在细胞核中形成三聚体复合物,然后经核孔复合体穿过核孔,并与细胞质中的NUP358结合,接着细胞质中的RAS-GTP与RanGAP1形成复合物,将EZH2释放到细胞质中,最后细胞质中的EZH2将抑癌蛋白DLC1甲基化,使其泛素化并降解。

机制概述(源自文献:doi: 10.1038/s43018-024-00847-5)

DLC1的活性降低还与AKT、SRC激酶有关。研究团队发现KRAS抑制剂联合AKT抑制剂和SRC抑制剂抗癌效果增强。因此将SRC抑制剂与KRAS抑制剂联用,可能会提升抗癌效果。

总之,本研究对RAS/RAF/MAPK通路在调控细胞增殖、分化和存活的分子机制提出新见解,为RAS抑制剂联合治疗提供新思路。研究过程中涉及多种激酶,如RAS、MEK、ERK、SRC等。SignalChem Biotech是全球激酶蛋白重要供应商,专注于研究、开发和生产高质量酶类蛋白产品。SignalChem Biotech已成功开发1100多种具有生物活性的激酶蛋白,覆盖90%以上的人类激酶组,其中包括400多种临床相关的激酶突变体,全力支持激酶在癌症和其他疾病中的研究。

来源:临床肝胆病杂志一点号

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