混合譜系白血病 (Mixed Lineage Leukemia，MLL), 因其具有化療效果差、易復(fù)發(fā)、預(yù)后生存期短等特點(diǎn)，引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。Chowdhury T 等^[1]，研究發(fā)現(xiàn) MLL 基因重排與 79% 的嬰幼兒白血病發(fā)生相關(guān)。成年人中，因 MLL 基因重排導(dǎo)致的急性髓系白血病(AML) 中的發(fā)生率約為 10％。如此高的發(fā)病率，使得深入研究 MLL 白血病的發(fā)病機(jī)制，對于白血病的防治有著至關(guān)重要的作用。

       研究表明^[2]，MLL 基因易位后，可與 60+ 種基因發(fā)生融合重排，編碼產(chǎn)生 MLL 融合蛋白。隨后 MLL 融合蛋白與 MEN1 基因所編碼的 menin 蛋白相互作用，促進(jìn) Hox、Meis1 和 Ezh2 等基因的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞的增殖，破壞造血干細(xì)胞的分化能力，最終導(dǎo)致急性白血病的發(fā)生。因此，干擾 MLL 融合蛋白與 menin 蛋白的相互作用可作為治療急性白血病的一個(gè)重要靶向。

       Wang S 等^[3]，基于藥物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，對已報(bào)道的可逆抑制劑 MIV-6 (1) 進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，最終獲得了一個(gè)不可逆 menin 共價(jià)抑制劑 M-525（圖1）。熒光偏振實(shí)驗(yàn)表明，抑制劑 MIV-6 (1) 的 IC₅₀ 為185 nM，抑制劑 M-525的 IC₅₀ 為3.3 nM，活性提高了 55 倍左右。采用 MLL 融合基因的 MV4-11 細(xì)胞和無 MLL 融合基因的 HL60 細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞增殖抑制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，抑制劑 M-525 對這兩株細(xì)胞的 IC₅₀ 分別為 2.7 nM 和 2.0 μM，選擇性相差高達(dá) 1350 倍。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出：M-525 是一種特異性強(qiáng)、選擇度高的 menin-MLL 相互作用抑制劑。

    圖1. Menin-MLL相互作用的抑制劑——MIV-6(1) 和 M-525 的結(jié)構(gòu)式

（圖片來源：《Angew Chem Int Ed Engl.》）

       為了闡明化合物 M-525 與 menin 蛋白的作用方式，Wang S 等解析了共晶復(fù)合物（PDB：6B41），結(jié)果如圖 2 所示。首先，分子中的丙烯酰胺基團(tuán)與 menin 蛋白上 Cys329 的硫原子形成共價(jià)鍵，環(huán)戊基上的氨基甲酸酯基團(tuán)很好的嵌入 menin 蛋白的口袋，與 Tyr276 形成氫鍵，甲基與 Met278 和 Cys241 的側(cè)鏈形成疏水作用。苯環(huán)上的 F 原子伸入由 Met228, Met278 和 Leu177形成的疏水口袋。此外，質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了化合物 M-525 與靶蛋白 menin 的連接方式是共價(jià)結(jié)合。

圖2. M-525 與 menin的共晶結(jié)構(gòu)，M-525 與 Cys329 形成共價(jià)鍵

（圖片來源：《Angew Chem Int Ed Engl.》）

      隨后，Wang S 等在 MLL 融合和無 MLL 融合的人急性白血病細(xì)胞株上測試了 M-525 的活性和選擇性。結(jié)果如圖 3 所示，在 MLL 融合的人急性白血病細(xì)胞株上，M-525 的 IC₅₀ 值達(dá)到了 2.3-31.3 nM。但是，在無 MLL 融合的人急性白血病細(xì)胞株上，M-525 的 IC₅₀ 值僅為 0.9-6.5 μM。綜上所述， M-525 是一個(gè)特異靶向 menin-MLL 相互作用的共價(jià)抑制劑。

圖3. M-525 對 MLL 融合或無 MLL融合 的急性白血病細(xì)胞株增殖抑制情況

（圖片來源：《Angew Chem Int Ed Engl.》）

參考文獻(xiàn)

[1] Chowdhury T, et al. Insights from clinicalstudies into the role of the MLL gene in infant and childhood leukemia. BloodCells, Molecules, and Diseases, 2008, 40(2): 192-199.

[2] De Braekeleer M, et al. The MLL gene andtranslocations involving chromosomal band 11q23 in acute leukemia. AnticancerResearch, 2005, 25(3B): 1931-1944.

[3] Wang S, et al. Design of the First-in-Class,Highly Potent Irreversible Inhibitor Targeting the Menin-MLL Protein-ProteinInteraction. Angew Chem Int Ed Engl. 2018, 57(6): 1601-1605.

小M 的小思考

MLL 型白血病診斷率較低，傳統(tǒng)的化學(xué)療法和骨髓移植 5 年存活率約為 35%。雖然研究人員已經(jīng)投入了大量的人力物力來進(jìn)行 MLL 的研究，但到目前為止，仍沒有尋找到有效的治療方式。Wang S 等，此次研究的關(guān)鍵意義在于第一次發(fā)現(xiàn)了特異靶向menin-MLL 相互作用的共價(jià)抑制劑 M-525。抑制劑 M-525 能夠顯著抑制 MLL 細(xì)胞的增殖，促進(jìn)造血干細(xì)胞的分化。M-525 作為共價(jià)不可逆抑制劑，相較于可逆抑制劑具有活性強(qiáng)，選擇性高的優(yōu)點(diǎn)，具有一定的開發(fā)優(yōu)勢。

相關(guān)產(chǎn)品

MI-538 

MI-538 是 Menin 和 MLL 融合蛋白相互作用的抑制劑；IC₅₀ 值為 21 nM。

MI-2

MI-2 抑制 Menin-MLL 相互作用，IC₅₀ 值為 446±28 nM。

MI-3

MI-3 是 Menin-MLL 相互作用抑制劑，IC₅₀ 值為 648 nM。