CDK1作为KRAS突变的合成致死靶点研究及在研药物

KRAS也称为Kirsten鼠类肉瘤病毒基因同源蛋白(V-Ki-ras2)，是RAS超家族的成员。RAS基因家族与人类肿瘤相关的基因有三种：HRAS、KRAS、NRAS，分别定位在11、12和1号染色体上。K-ras因编码21kD的ras蛋白又名p21基因。在RAS基因中，K-Ras对人类癌症影响最大，它好像分子开关：当正常时能控制调控细胞生长的路径；发生异常时，则导致细胞持续生长，并阻止细胞自我毁灭。她参与细胞内的信号传递，当K-ras基因突变时，该基因永久活化，不能产生正 38 21510 38 8247 0 0 3821 0 0:00:05 0:00:02 0:00:03 3821的ras蛋白，使细胞内信号传导紊乱，细胞增殖失控而癌变，KRAS突变存在于20%的非小细胞。

RAS可以活性调节多个细胞通路，包括RAF-MEK-ERK、PI3K等，截至目前仍没有有效的特性靶向KRAS的药物，RAS突变一旦发生也会导致针对其他靶点抗肿瘤药物的耐药性发生。目前，针对RAS的主要研究集中于：

①抑制RAS下游信号通路，比如DAF/MEK/ERK、PI3K/AKT/mTOR等；

②鉴定与突变KRAS相关的合成致死关系；

③直接抑制突变KRAS的相关抑制剂。

研究人员在KRAS突变体和野生型结肠直肠全基因肿瘤细胞中进行siRNA筛选对细胞周期蛋白依赖性激酶CDK1与KRAS合成致死相互作用进行了验证，并进一步在遗传多样化的26个结肠直肠和胰腺肿瘤细胞模型中进行确认，证明了KRAS/ CDK1合成致死适用于具有氨基酸位置12 (p.G12V，pG12D，p.G12S)或氨基酸位置13 (p.G13D) KRAS突变的肿瘤细胞，CDK1抑制引起KRAS突变细胞的S期分数的降低，其特征还在于调节Rb，G1/S检查点的主控制。

为了证明这种合成致死关系，研究人员首先生成并验证了一个等基因细胞系统来模拟致癌性KRAS突变的存在与否。选择KRAS野生型(WT)结肠直肠肿瘤细胞系LIM1215作为模型，并使用AAV基因靶向将三种不同致癌突变体KRAS等位基因(包括p.G12D，p.G12S和p.G12V)中的一种引入内源性甘氨酸的KRAS基因位置上。使用亲本LIM1215 KRAS WT (KRASwt/wt)细胞和KRASWT/G12D、KRASWT/G12S、KRASWT/G12V模型进行平行siRNA筛选以确定合成致死作用。同时，研究人员也采取相应措施排除合成致死作用是由于基因或者表观遗传变化所导致的“硬”性合成致死。

为了验证这种合成致死作用，研究人员共验证了多种CDK抑制剂，包括CDK1抑制剂RO-3306、CDK1/2/9抑制剂AZD5438、CDK1/2/4/5/9抑制剂AT-7519、CDK1/2/5/9抑制剂Dinaciclib以及作为对照的CDK4/6抑制剂PD023309。结果显示：在使用SW620 (KRAS p.G12V)细胞评估AZD5438的作用实验中，SW620异种移植的生长被AZD5438明显抑制，与对照小鼠相比无论是肿瘤质量、存活优势还是治疗效果，用AZD5438处理的SW620异种移植小鼠均显示较好的优势，甚至有些小鼠显示肿瘤完全消失；AT-7519显示KRAS突变较好的选择性，与WT细胞相比，AT-7519的平均KRAS突变选择性为6.5倍；Dinaciclib也显示一定KRAS突变选择性，但与AT7519相比略微逊色；尽管Barbacid及其同事以前已经证明CDK4/6抑制剂PD023309在KRASp.G12V诱导的非小细胞肺癌(NSCLC)中抑制细胞的增殖，但在CRC肿瘤细胞系中并未显示出KRAS选择性。

感谢药渡经纬近期举行的数据库试用活动，有幸获得试用资格。在药渡数据中输入CDK1抑制剂检索，共检索到AZD5438、AT-7519、Dinaciclib、Voruciclib Hydrochloride、R-547、Seliciclib六种在研品种，其中显示AZD-5438和R-547处于临床Ⅰ期并且均已终止。

AT-7519

AT-7519是Astex开发的可靶向多个CDK激酶的小分子抑制剂。在临床前研究中AT-7159通过抑制CDK1和2在多种癌症动物模型中显示了诱导肿瘤缩小的效果；除了对细胞周期的直接影响外，AT7519通过抑制CDK9达到对RNA聚合酶II依赖性转录的有效抑制，已证明AT-7519在相关动物模型中诱导白血病细胞系中的细胞死亡和肿瘤缩小。目前，在AT7519已开展的临床试验中，多发性骨髓瘤、进展或转移性实体瘤以及难治性非霍奇金淋巴瘤、复发性套细胞淋巴瘤、复发和/或耐药性慢性淋巴细胞性白血病等相关临床试验已经完成，仅有1项仍处于招募阶段。

Dinaciclib

Dinaciclib (MK-7965，SCH727965)是一种新颖小分子抑制化合物，选择性抑制CDK1，CDK2，CDK5和CDK9，体外IC50值范围为1至4nM。临床前研究表明，短时间暴露于Dinaciclib可诱导持久的药效学和细胞效应，Dinaciclib可以抑制人类癌症小鼠异种移植模型中肿瘤生长，并且通过抑制Rb磷酸化在大多数癌细胞中的诱导细胞凋亡。

在I期临床试验中证明具有可接受的安全性。在对48例各种实体瘤患者进行治疗中， 10例达到长期稳定的疾病至少四个治疗周期。不良反应轻度，最常见的是恶心、贫血、食欲降低和疲劳。目前除部分完成的临床试验，仍有3项处于招募阶段，主要涉及Dinaciclib联用治疗血液恶性肿瘤、进展实体肿瘤、乳腺癌等。

Voruciclib Hydrochloride

Voruciclib (P1446A-05)是由Piramal Enterprises开发的一种多CDK靶点抑制剂，可以特异性抑制CDK1、CDK2、CDK4和CDK9，对于CDK4-CyclinD1、CDK1-Cyclin B、CDK9-Cyclin T最大半数抑制浓度为90nM、25nM、22nM。P1446A-05显示在30个人类癌细胞系中具有有效抗肿瘤活性，包括非小细胞肺癌(NSCL)，结直肠癌和前列腺癌。目前主要作为联合用药与BRAF或者MEK抑制剂用于非难治性BRAFV600突变型黑色素瘤的治疗。

小结

在早期文章中介绍过部分CDK抑制剂，其中也有一些CDK1抑制剂，在此不再过多介绍。值得注意的是Wee1抑制剂AZD1775，虽然并非直接抑制CDK1，但可以通过Wee1的磷酸化抑制CDK1与cyclin B的结合，起到抑制CDK1的作用，目前也有相关临床试验(NCT02906059)在验证AZD1775联用伊立替康在具有RAS(KRAS或者NRAS)或BRAF突变的转移性结直肠癌中作为二线治疗方案的效果。

该研究证实，CDK1可以作为KRAS突变的一个合成致死治疗靶标。正如前文所述，对于KRAS突变目前仍没有较好的靶向药物上市，但是对于CDK相关靶点以及CDK1的研究较KRAS来说，相对走的较远了一些。研究人员可以利用CDK靶点研究的经验，另辟新径靶向KRAS，或许也是一个不错的选择。

1. http://data.pharmacodia.com/

2.CDK1 Is a Synthetic Lethal Target for KRAS Mutant Tumours，PLOS ONE，DOI:10.1371/journal.pone.0149099  

3. 百度百科

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