在癌癥治療領(lǐng)域，KRAS是一道難以逾越的天塹。盡管人們在60多年前就明確了它在癌癥發(fā)病中的作用，但時(shí)至今日，我們依然沒有開發(fā)出一款能夠抑制KRAS突變的藥物。因此，KRAS突變被行業(yè)認(rèn)為“無藥可治”。

但在人們的不懈努力下，這一窘境有望迎來終結(jié)。最近，來自加州Sanford-Burnham Prebys醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)研究所（SBP）的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，通過抑制KRAS的“犯罪同伙”，一種小分子化合物能夠讓KRAS突變驅(qū)動(dòng)的小鼠腫瘤出現(xiàn)縮??！這一研究也發(fā)表于癌癥研究領(lǐng)域的知名期刊Cancer Research上。

在介紹這項(xiàng)研究之前，我們先來看看KRAS蛋白。作為一種能夠調(diào)控細(xì)胞生長的蛋白質(zhì)，通常所見的KRAS突變會(huì)讓它處于“永久開啟”的異常狀態(tài)，從而讓細(xì)胞不受控地生長，導(dǎo)致癌癥。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約有25%的人類癌癥里含有KRAS突變。而在具有“癌癥之王”之稱的胰腺癌里，這一數(shù)字高達(dá)90%！

就是這樣一種帶來極大醫(yī)療負(fù)擔(dān)的突變，卻由于KRAS蛋白表面沒有典型的抑制位點(diǎn)，讓科學(xué)家們對其一籌莫展。

如果難以直接針對KRAS突變，有沒有方法可以旁敲側(cè)擊，從而影響到KRAS信號通路呢？這正是本研究中科學(xué)家們想要回答的問題。之前的資料顯示，一種叫做Cnk1的支架蛋白可能參與到了KRAS的信號通路中。具體來看，支架蛋白能夠協(xié)助信號通路的不同關(guān)鍵成分進(jìn)行結(jié)合，保持其通暢性。也就是說，如果抑制支架蛋白，就可能在不直接靶向KRAS突變的前提下，對這條信號通路進(jìn)行抑制。

這一理念先前在果蠅中得到了初步驗(yàn)證。為了測試在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，抑制Cnk1能否影響到KRAS通路，研究人員們首先在一種肺癌細(xì)胞系里，使用siRNA來敲低Cnk1的表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，對于野生型KRAS來說，抑制Cnk1無法延緩癌細(xì)胞的生長；但對于KRAS發(fā)生突變的癌細(xì)胞而言，抑制Cnk1可以明顯減慢它們的生長速度。這表明在細(xì)胞系里，抑制Cnk1可以選擇性地抑制含KRAS突變的細(xì)胞生長。

▲針對帶有KRAS突變的細(xì)胞系，抑制Cnk1可以顯著抑制細(xì)胞生長（圖片來源：參考資料[1]）

這些結(jié)果給后續(xù)的研究提供了信心。考慮到RNA干擾療法的開發(fā)不易，研究人員們決定篩選一款能夠抑制Cnk1的小分子化合物。由于Cnk1本身并非具有催化活性的酶，沒有一個(gè)“活性位點(diǎn)”可以被直接靶向。為此，科學(xué)家們還花了一番功夫，尋找可以結(jié)合Cnk1的位點(diǎn)。最終，他們選擇了其PH（pleckstrin homology）結(jié)構(gòu)域，它能影響Cnk1在細(xì)胞中的定位。

通過計(jì)算機(jī)模擬的方法，研究人員們設(shè)計(jì)出了一系列化合物，其中一種叫做PHT-7.0的分子最具潛力。在其基礎(chǔ)之上，研究人員們又做了一些優(yōu)化，并用于后續(xù)的分析。

▲本研究中使用的化合物（圖片來源：參考資料[1]）

在體外的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，研究人員們發(fā)現(xiàn)這些分子并不會(huì)影響正常小鼠細(xì)胞或人類細(xì)胞的生長。對于癌細(xì)胞系來說，在2D培養(yǎng)的環(huán)境下，帶有野生型KRAS的細(xì)胞同樣不受抑制，而在12種帶有突變KRAS的細(xì)胞系中，有7種受到了生長抑制。

當(dāng)培養(yǎng)條件從2D變化為3D時(shí)，所有的癌細(xì)胞系都能被Cnk1抑制劑所抑制！這些結(jié)果表明，研究人員們發(fā)現(xiàn)的這些分子，能選擇性地抑制帶有KRAS突變的癌細(xì)胞，效果類似于對Cnk1的RNA干擾。

可喜的是，在小鼠實(shí)驗(yàn)中，這些分子的抗腫瘤效果也得到了確認(rèn)。研究人員們發(fā)現(xiàn)在KRAS G12S和KRAS G12V這兩種突變的異種移植動(dòng)物模型中，其合成的化合物均能顯著縮小腫瘤的體積。相反，如果是野生型KRAS的疾病模型，其腫瘤生長則不會(huì)受到影響。這些結(jié)果再次表明，該研究中使用的化合物能特異性抑制帶有KRAS突變的腫瘤。

▲針對兩種KRAS突變，這些分子顯示出了縮小腫瘤的效果（圖片來源：參考資料[1]）

“針對EGFR和BRAF等其他驅(qū)動(dòng)癌癥發(fā)展的突變，研究人員們已經(jīng)成功開發(fā)了個(gè)體化的療法。然而，KRAS依舊是難以攻克，”本研究的通訊作者，同時(shí)也是生物技術(shù)新銳PHusis Therapeutics共同創(chuàng)始人的Garth Powis教授說道：“我們的研究找到了一種富有潛力的化合物，它有望為KRAS驅(qū)動(dòng)的癌癥提供急需的治療方案。全世界有數(shù)百萬人正在對抗這一致命的癌癥類型。（如果開發(fā)出這種療法，）它將會(huì)是一項(xiàng)重要的進(jìn)步。”

本文題圖來自Pixabay。

參考資料：

[1] Martin Indarte et al., (2019), An inhibitor of the pleckstrin homology domain of CNK1 selectively blocks the growth of mutant KRAS cells and tumors, Cancer Research, DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-18-2372

[2] Conquering cancer's infamous KRAS mutation, Retrieved May 14, 2019, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-05/sbpm-cc051319.php