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Deltarasin阻断致癌蛋白KRAS,为癌症治疗开辟了新途径

2021-05-25 17:50:10来源:

左:在用抑制剂deltarasin处理之前,Panc-1细胞中KRAS的荧光显微照片。主要在质膜上观察到KRAS的定位。对,用deltarasin处理后的Panc-1细胞。用强效抑制剂处理可降低细胞膜中KRAS的浓度,并将KRAS置换到细胞内的膜上。分子生理学MPI

马克斯·普朗克研究所(Max Planck Institute)的科学家们发现了Deltarasin如何阻止致癌蛋白KRAS转运到细胞膜,从而为癌症治疗开辟了新途径。

开发抗癌治疗方法的主要目标之一是找到一种有效对抗已知为KRAS的致癌蛋白的抑制剂。尽管进行了数十年的活性剂研究,但仍无法成功干预这种蛋白质的促癌作用。只有将KRAS锚定在细胞膜中后,它才能发挥全部功能。因此,KRAS在细胞中的位置与其促癌作用密切相关。在一项新的研究中,位于多特蒙德的马克斯·普朗克分子生理研究所的研究人员现在发现,新型抑制剂会如何干扰KRAS向细胞膜的转运。Deltarasin作为抑制剂的方法并不像以前的方法那样针对KRAS本身,而是针对KRAS转运蛋白PDE。δ这些研究结果开辟了癌症治疗的方法,尤其是对于最致命的所有癌症,即胰腺癌,胰腺癌通常在治疗无法解决的晚期才被发现。

蛋白质KRAS是在正常条件下调节细胞生长和细胞裂解的分子开关。这种蛋白质的突变导致不受控制的慢性“开启”状态,并最终通过连续的细胞生长形成肿瘤。由于每三分之一的肿瘤在RAS蛋白中都有突变,因此数十年来,这些一直是抑制剂研究的重点。KRAS蛋白占据着中心位置。例如,在来自胰腺癌患者的所有肿瘤细胞的很大一部分中发现了突变的KRAS蛋白。然而,到目前为止,尚未开发出针对KRAS突变的药物,因此从胰腺癌中恢复的可能性仍然很小。

当开发针对非常危险的疾病(如胰腺癌)的治疗方法时,通常需要一个小的有机分子与KRAS等蛋白质的表面结合。在这种方法中,分子与蛋白质表面的精确配合尤为重要。该识别过程可与锁的钥匙功能相媲美。几十年来,制药行业已投入巨资寻找KRAS的兼容分子钥匙,不幸的是没有成功。

MPI研究人员没有继续寻找KRAS本身的密钥,而是走了另一条路。在他们的新工作中,他们利用了先前研究的知识,在其中他们将δPDE确定为KRAS的转运蛋白。通过最现代的高通量技术,研究人员能够找到该辅助蛋白PDE的第一种弱抑制剂物质。δ在化学家和结构生物学家之间的共同努力下,随后对这些物质进行了改进,以提高其对PDE的适应性。δ


PDE转运蛋白表面上的高效抑制剂(棒状δ模型)。分子生理学MPI

细胞生物学家测试了最有效的抑制剂deltarasin,其与培养的人类细胞内KRAS定位有关的有效性。他们能够证明KRAS不再保留在质膜上,而是分布在整个细胞中。随后,他们研究了与对照细胞相比存活率取决于KRAS突变的肿瘤细胞的生长情况。用抑制剂处理细胞后,他们可以观察到所谓的KRAS依赖性肿瘤细胞死亡,而没有KRAS突变的对照细胞继续生长。

在研究结束时,在以前接受过注射具有KRAS突变的人肿瘤细胞的小鼠中,将deltarasin作为抑制剂进行了测试。在此,与安慰剂相比,deltarasin在抑制肿瘤生长方面也有效。

因此,Deltarasin作为一种优化的抑制剂是活性物质研究领域中的一个里程碑,并已经启发了许多制药公司研究具有KRAS突变的肿瘤。

出版物:Gunther Zimmermann等人,“对KRAS-PDE相互作用的小分子抑制会削弱致癌δ的KRAS信号传导”,《自然》 497号,638-642页,2013年。 doi:10.1038 / nature12205

图片:分子生理学MPI