1. 痛點問題
Wnt/β-catenin信號通路的持續激活會導致多種癌癥的發生發展,例如結腸癌、胃癌、肝癌等。通過特異性降解β-catenin來抑制腫瘤中的Wnt信號被認為是一種最直接有效的抗癌策略。過去以β-catenin為靶點的Wnt信號抑制劑幾乎都是小分子,但小分子抑制劑很難對β-catenin進行徹底的抑制,到目前為止沒有β-catenin的小分子抑制劑被批準臨床使用。因此,開發特異性降解β-catenin的新型藥物具有極大的臨床應用價值。
2. 解決方案
本項目采用蛋白降解靶向嵌合PROTAC(Proteolysis-Targeting Chimeras)技術,將VHL泛素連接酶的配體肽段用化學合成的方法和訂書肽xStAx連接起來,得到靶向嵌合體多肽xStAx-VHL。該嵌合體多肽能夠持續穩定地降解腸癌細胞內的β-catenin蛋白,從而抑制Wnt/β-catenin信號。在小鼠的小腸類器官系統中,xStAx-VHL能夠有效地抑制類器官的存活,xStAx-VHL也能明顯的抑制結腸癌細胞在裸鼠皮下的成瘤作用,而且可以顯著減少小鼠結腸癌模型中的腫瘤數量。此外,xStAx-VHL可以通過特異性降解β-catenin來影響結腸癌患者來源的腫瘤類器官的生存。本項目首次報道了一種利用PROTAC技術合成的靶向降解β-catenin的嵌合體多肽,不僅可以在細胞內特異性降解β-catenin抑制Wnt/β-catenin信號通路,而且還能在多個腫瘤模型中抑制細胞增殖和腫瘤發生發展。
目前急需有效藥物來抑制Wnt/β-catenin信號通路持續激活所導致的癌癥的發生發展,例如結腸癌,其發病率和致死率處于所有癌癥的前列。本技術從癌癥發生的中心機制出發,合成了靶向降解β-catenin的新型PROTAC多肽,克服了以往小分子抑制劑的缺陷,在癌癥治療領域具有很大潛能。目前已有其他PROTAC相關藥物進入臨床研究階段,表明其具有很大的應用價值與市場規模。
在小鼠腫瘤模型和人源腫瘤類器官中,本項目合成的新型多肽顯示出了良好的抑制結腸癌的效果,對Wnt/β-catenin信號通路持續激活所導致的其他癌癥的抑制效果亟需驗證。未來需要利用新型的多肽合成及改造策略,改善該多肽的作用濃度、穩定性及其他物理性質。并對該多肽開展藥物制備、藥物制劑、藥物代謝動力學、藥效學和安全評價等成藥性研究,期待將其推入藥物研發及臨床治療階段。
相比于其他多肽,本項目合成的新型PROTAC多肽大大提升了對Wnt/β-catenin信號的抑制能力,而且相比于其他小分子抑制劑(例如MSAB)可以在更多種類的結腸癌細胞中對β-catenin進行降解,在更長時間內持續降解β-catenin蛋白,在其他種類的癌細胞中同樣具備抑制Wnt/β-catenin信號的潛力。與大多數小分子藥物或單抗相比,PROTAC技術最大的優勢之一是能夠使靶點從“無成藥性”變成“有成藥性”,可以通過任何角落、縫隙抓住靶蛋白,并且劑量可以更低,進而降低副作用。本研究為新型抗癌藥物的開發提供了可能,同時也為Wnt/β-catenin信號通路的抑制劑研究開拓了一個新的方向。
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