2001年,Hartwell、Nurse以及Hunt等因发现了细胞周期及调控的分子机制而获得了诺贝尔生理医学奖。时至今日,细胞周期与肿瘤等疾病的关系仍是生命科学的热门研究领域。在前不久举办的美国临床肿瘤学会(ASCO)年会上,来自多国的研究人员多次提及CDK抑制剂等细胞周期调节剂在乳腺癌等肿瘤疾病治疗上的新成果,再次引起了人们对细胞周期调节剂的广泛关注。
图一 cyclin-CDKs-CKIs调控网络
我们知道,细胞周期可以分为间期(G1、S、G2期)和有丝分裂期(M期),期中间期是以DNA合成为标识。机体对于细胞周期的调节根据来源可分为外源性及内源性调控。其中,外源性调控主要是外界刺激;而内源性调控是通过cyclin-CDKs-CKIs网络(细胞周期蛋白-细胞周期依赖性蛋白激酶-细胞周期蛋白激酶抑制因子)进行调控。细胞周期蛋白(cyclin)与激酶抑制因子(CKIs)分别行驶正调节和负调节作用,维持着细胞周期依赖性蛋白激酶(CDKs)的稳态。
研究证明,人体肿瘤的发生与基因(癌基因及抑癌基因)活动密切相关,而癌症相关基因作用的归结点均在于对细胞周期的调控。癌症细胞周期失调常表现为cyclin过度表达,导致对CDKs的正调节作用过强;以及CKIs失活,导致对CDKs负调节作用减弱。
有研究人员指出,以CDKs为中心的细胞周期调控网络任何环节发生紊乱,都有可能导致癌症的发生。CDKs是一个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族,对细胞周期调控其关键作用,而CDKs本身并不具备激酶活性,只有在于cyclin结合后方可发挥效力。在许多肿瘤细胞,cyclin常常过度表达,使CDKs活化程度过高、过久,从而导致细胞周期异常活跃。
CKI是CDKs的特异性抑制蛋白,其可以通过与CDKs或cyclin-CDKs发生特异性结合,发挥抑制活性。在癌症细胞中,CKI基因常发生突变或缺失,从而使其对CDKs的负向调控失调。常发生突变或缺失的CKI基因包括p16、p27及Rb。另有研究发现,在一些癌症细胞中,CDK4及CDK6的基因常发生突变,导致CKI不能与其结合,进而导致抑制作用失调。
综上可知,细胞周期失调是癌症的主要特征,细胞周期失调可造成细胞分化缺乏和细胞过度增殖。因此,细胞周期调节剂也理所当然成了癌症药物的重要热门开发方向,也举得了巨大进展。
药物名称 |
原研公司 |
开发阶段 |
主要适应症 |
Palbociclib |
辉瑞 |
上市 |
乳腺癌 |
Ribociclib |
诺华 |
上市 |
乳腺癌 |
Pacritinib |
Concert |
NDA申请 |
白血病 |
Riviciclib |
Piramal Phytocare |
临床三期 |
乳腺癌、头颈癌 |
Dinaciclib |
默沙东 |
临床三期 |
慢性淋巴细胞白血病 |
Abemaciclib Mesylate |
礼来 |
临床三期 |
乳腺癌、非小细胞肺癌 |
Rigosertib Sodium |
Onconova Therapeutic |
临床三期 |
胰 腺癌、白血病 |
图二 已经上市及处于临床三期CDK抑制剂
从图二可以看出,自从CDK抑制剂被关注以来,辉瑞、诺华等制药巨头依据强大的研发实力,率先开发了乳腺癌药物Palbociclib、Ribociclib,并已成功上市。其次,默沙东、礼来等多家药企的多个CDK抑制剂药物也以处于临床三期研究阶段,而处于临床一期、二期的CDK抑制剂更多。不经让人感慨:CDK抑制剂不愧为细胞周期调节剂领域最热门的肿瘤药物开发方向。
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