細(xì)胞周期依賴蛋白激酶 (CDKs) 是一組絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，和細(xì)胞周期蛋白 (cyclin) 協(xié)同發(fā)揮作用。CDKs 抑制劑按作用機(jī)制可分為兩類：控制細(xì)胞周期和控制細(xì)胞轉(zhuǎn)錄。CDK9 屬于絲氨酸類激酶，主要在轉(zhuǎn)錄延伸的調(diào)控中發(fā)揮作用，而不影響細(xì)胞周期過(guò)程。CDK9 抑制劑可通過(guò)降解、抑制 CDK9 來(lái)阻斷正性轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)因子 P-TEFb (positive transcription elongation factor b) 對(duì) RNA Poly-II C末端區(qū)域的磷酸化，抑制轉(zhuǎn)錄，迅速降低細(xì)胞內(nèi) mRNA 水平，從而引起腫瘤細(xì)胞凋亡。非選擇性 CDK9 抑制劑在發(fā)揮抗腫瘤作用的同時(shí)，也會(huì)抑制其他亞型的 CDKs 和激酶，從而帶來(lái)顯著地藥物毒性和不良反應(yīng)，因此，選擇性 CDK9 抑制劑成為抗腫瘤藥物開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。

 

 

研究動(dòng)態(tài)

本文講述了 SNS-032 （多靶點(diǎn)激酶抑制劑）和沙利度胺拼合形成了小分子 THAL-SNS-032  （圖1），該分子通過(guò)選擇性降解 CDK9 實(shí)現(xiàn)不可逆性抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)錄，從而發(fā)揮顯著的抗腫瘤作用。并且，與傳統(tǒng)的激酶抑制劑相比，THAL-SNS-032 具有更持久的藥理作用。

圖1. THAL-SNS-032的結(jié)構(gòu)式 （圖片來(lái)源：《Nat. Chem. Biol.》）

由圖2可以看出，在急性淋巴白細(xì)胞中 (MOLT4)，THAL-SNS-032 在依賴 CRBN（沙利度胺的作用靶點(diǎn)）的條件下，誘導(dǎo) CDK9 降解，而不降解其它蛋白 (a)，說(shuō)明該分子選擇性作用于 CDK9 。進(jìn)一步研究 THAL-SNS-032 誘導(dǎo)效應(yīng)的動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)在 THAL-SNS-032 濃度為250 nM條件下，1h內(nèi) CDK9 可被大量降解，并具有長(zhǎng)效持續(xù)性(b)。

圖2. (a) THAL-SNS-032選擇性降解CDK9

 (b) THAL-SNS-032持續(xù)發(fā)揮作用至24 h （圖片來(lái)源：《Nat. Chem. Biol.》）

用THAL-SNS-032處理細(xì)胞，不僅CDK9被降解，細(xì)胞增殖也被抑制，從而促進(jìn)了細(xì)胞凋亡，表征為活化的Caspase-3（催化裂解眾多的效應(yīng)分子，誘發(fā)細(xì)胞凋亡）和PARP（DNA修復(fù)酶，Caspase-3的切割底物），以及MCL-1(MCL-l表達(dá)上調(diào)提示了腫瘤的發(fā)生)的降低。此外，與對(duì)照物（SNS-032, NVP-2）相比，該分子顯著地降低細(xì)胞活力并具有更持久的效力，表現(xiàn)出強(qiáng)有力的促凋亡活性。（圖3）

 

圖3. (a) 免疫蛋白印跡法表征與細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白

 (b) 該分子顯著抑制細(xì)胞活力 

(c) 染色實(shí)驗(yàn)表征細(xì)胞的凋亡 （圖片來(lái)源：《Nat. Chem. Biol.》）

該文分析了THAL-SNS-032對(duì)Poly-II (RNA聚合酶II) C末端區(qū)域的磷酸化的影響，發(fā)現(xiàn)THAL-SNS-032可以濃度和時(shí)間依賴性的抑制2位絲氨酸的磷酸化，使得轉(zhuǎn)錄被抑制，細(xì)胞內(nèi)mRNA及半衰期短的蛋白的水平快速下降，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的凋亡（圖4）。

 

圖4. 該分子表現(xiàn)出依賴CRBN的抑制Ser 2磷酸化作用 （圖片來(lái)源：《Nat. Chem. Biol.》）

總而言之，CDK9作為治療腫瘤強(qiáng)有效的靶點(diǎn)之一，選擇性抑制其功能有著很廣闊的前景。該研究闡明了THAL-SNS-032選擇性降解CDK9，阻斷正性轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)因子對(duì)RNA Poly-II C末端區(qū)域的磷酸化，使得轉(zhuǎn)錄被抑制，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。

 

M君有話說(shuō)：

由于非選擇性CDK9抑制劑會(huì)產(chǎn)生一系列毒副作用和不良反應(yīng)，提高CDK9抑制劑的選擇性與特異性已然成為開(kāi)發(fā)抗腫瘤藥物的熱門(mén)方向。

 

參考文獻(xiàn)：

[1] Calla M Olson, et al. Pharmacological perturbation of CDK9 using selective CDK9 inhibition or degradation. Nat. Chem. Biol. (2018),14(2),163-170.

 

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相關(guān)產(chǎn)品

 

LDC000067

LDC000067是高度選擇性的CDK9抑制劑，體外實(shí)驗(yàn)的IC50值為44±10 nM。

 

NVP-2

HBX 19818是USP7抑制劑，IC50為28.1 μM。