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“不老的老靶点”c-Met,治疗膀胱癌潜力初显

https://www.cphi.cn   2023-06-02 10:54 来源:药渡 作者:雨巷少年

最近的研究表明发现非编码RNA的异常表达在肿瘤进展中起着重要作用,而c-Met与非编码RNA有密切联系。本文我们将介绍c-Met在BCa中的生物学功能和预后价值,以及其作为药物靶点的潜在作用。

       细胞间充质-上皮转化因子(c-Met)属于酪氨酸激酶受体家族,在各种人类癌症中过表达,其配体是肝细胞生长 因子(HGF)。研究发现,HGF/c-Met信号通路参与广泛的细胞过程,包括细胞增殖、迁移和转移。同时,HGF/c-Met信号通路也参与介导膀胱癌(BCa)的发生与发展。因此,c-Met是BCa治疗的潜在靶点。

       此外,最近的研究表明发现非编码RNA的异常表达在肿瘤进展中起着重要作用,而c-Met与非编码RNA有密切联系。本文我们将介绍c-Met在BCa中的生物学功能和预后价值,以及其作为药物靶点的潜在作用。

       PART.01

       膀胱癌现状

       膀胱癌(BCa)是最常见的恶性肿瘤之一,据世界卫生组织国际癌症研究机构统计,2018年BCa新诊断病例54939例,在男女各类癌症中排名第12位,在男性中排名第6位(图1)。BCa通常分为两类:非肌肉侵入性膀胱癌(NMIBC)和肌肉侵入性膀胱癌(MIBC)。目前,近75%的病例为NMIBC,25%为MIBC或转移性疾病。积极治疗的MIBC患者5年生存率约为60%,NMIBC患者5年复发率为50% ~ 70%。

       BCa是一种复杂的疾病,长期以来一直是全球负担。然而,目前BCa的治疗效果有限。为了更深入地了解BCa的发展和更有效的治疗策略,还需要进行更多的研究。目前,细胞间充质-上皮转化因子(c-Met)的异常活性已在包括BCa在内的多种人类恶性肿瘤中被观察到,这预示着c-Met有成为治疗膀胱癌的潜力靶点。

       膀胱癌在癌症中的占比

       图1. 膀胱癌在癌症中的占比

       PART.02

       c-Met结构及生物学功能

       c-Met首次被发现于20世纪80年代中期,c-Met编码基因位于染色体7q21-31,是一个特征良好的癌基因。c-Met也被称为Met、HGFR、AUTS9、RCCP2和DFNB97,属于受体酪氨酸激酶家族,主要存在于上皮细胞中。成熟的c-Met蛋白是二硫连接的异二聚体,由高度糖基化的45-kDa胞外α-亚基和145-kDa跨膜β-亚基组成。

       c-Met的细胞外部分包括三个结构域,一个N端SEMA结构域、一个富半胱氨酸结构域和四个IPT结构域。细胞内部分包括酪氨酸激酶催化结构域、膜旁结构域和羧基末端序列。

       c-Met结构特征

       图2. c-Met结构特征

       肝细胞生长 因子(HGF)是c-Met唯一的高亲和力配体,于1984年首次被发现。HGF是一个与纤溶酶原相关的细胞因子家族(称为分散因子)的代表,在间充质来源的细胞中表达。HGF的编码基因位于染色体7q11.2-21上,成熟型HGF含有一个n端结构域、四个Kringle结构域和一个与丝氨酸蛋白酶、凝乳蛋白酶家族同源的结构域。

       一般来说,二聚化是激活酪氨酸激酶受体的潜在调节机制。HGF包含两个受体结合位点:一个对c-Met的IPT3和IPT4结构域具有高亲和力的结合位点,一个对SEMA结构域具有低亲和力的结合位点。

       与具有生物活性的HGF结合后,c-Met发生二聚,激活环内的Tyr残基Y1234和Y1235发生反式自磷酸化。然后,c端段Tyr残基Y1349和Y1356发生自磷酸化,为下游信号效应分子的募集提供结合位点。

       这些具有酶活性的结合蛋白,包括磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、磷脂酶C-γ1(PLC-γ1)、非受体酪氨酸激酶Src、信号转换器和转录激活剂3(STA T3),以及没有酶活性的适配器蛋白,如生长 因子结合蛋白2(GRB2)和GRB2相关结合蛋白1(GAB1)。因此,这些效应子发挥与散射效应、增殖作用、形态发生作用和许多其他生物功能相关的作用。

       HGF/c-Met下游信号通路包括Ras信号通路、PI3K信号通路、Wnt/β-catenin信号通路等(图3)。在正常生理条件下,HGF/c-Met在胚胎发生、组织再生、伤口愈合以及神经和肌肉的形成中起作用,其进展部分由肿瘤抑制因子p53介导。此外,已经证实c-Met可能以与HGF非依赖方式激活信号。越来越多的证据表明,HGF/c-Met调控异常和c-Met基因突变、扩增和过表达导致了大量人类疾病,尤其是癌症,如肺癌、肝癌和BCa等。

       c-Met介导的信号通路

       图3. c-Met介导的信号通路

       PART.03

       c-Met在膀胱癌中的作用

       早在20世纪90年代,研究人员证明了HGF/c-Met通路参与动物模型和人体BCa的进展。并且,在N-丁基-N-(4-羟基丁基)-亚硝胺诱导大鼠膀胱癌发生过程中,观察到HGF/c-Met的表达增加。

       研究发现,HGF在大鼠中促进非致瘤细胞系的增殖和生长,而在致瘤细胞系中,HGF通过旁分泌或自分泌机制刺激细胞的侵袭和迁移。这些结果表明,HGF在非致瘤细胞系中作为有丝分裂原,但在致瘤细胞系中作为侵袭和迁移因子。此外,研究人员比较了BCa患者和健康患者尿液中的HGF含量,发现BCa患者的HGF显著升高。因此,BCa侵袭与HGF含量之间似乎呈正相关。

       此外,研究人员在25%(31/123)的局部晚期或转移性膀胱尿路上皮癌中观察到c-Met过表达,相比之下,8.3%(2/24)的非膀胱尿路上皮癌观察到c-Met过表达。同一研究表明,自分泌HGF/c-Met信号在BCa中罕见,而旁分泌信号可能占主导地位。虽然c-Met和HGF在不同类型的BCa细胞中表现出不同的表达模式,但这些研究均显示c-Met的表达增强。c-Met还被观察到在BCa细胞增殖、侵袭和迁移中起促进作用,但在凋亡中起抑制作用。

       由于c-Met和HGF被认为是BCa的特征分子,目前的研究集中在HGF/c-Met在BCa中的作用及其机制上。此外,c-Met表达与BCa患者的病理分期、肿瘤分级和生存率相关。

       c-Met属于受体酪氨酸激酶(RTKs)家族,具有序列和结构同源性,其他家族成员包括RON、AXL和PDGFR。研究发现:

       • c-Met与RON、AXL或PDGFR共表达常见于尿路上皮细胞;

       • c-Met和RON的过表达与BCa的组织学分级、非乳头状轮廓、肿瘤大小和肌肉侵犯性呈正相关;

       • c-Met和RON的共表达与膀胱移行细胞癌的进展和浅表性BCa患者的总生存率差呈正相关。

       一项研究表明下调c-Met可抑制BCa细胞增殖,诱导细胞凋亡。此外,c-Met沉默可以下调MMP2和MMP9,进而抑制细胞增殖。

       通常,BCa有多种类型,研究表明HGF/c-Met信号通路可能参与多种类型的BCa,神经内分泌BCa是一种罕见的BCa类型。c-Met在神经内分泌BCa的无血清培养物、动物模型和原代组织切片中均有表达。研究发现,HGF能促进人神经源性膀胱平滑肌细胞和尿路上皮细胞的增殖、迁移和创面愈合,并在体外介导神经内分泌BCa球状体的生长。

       另一种罕见的BCa——膀胱肝样腺癌,也表达HGF和c-Met。目前,c-Met在BCa中的预后作用已被几项研究分析和证实。一项试验分析包括8项研究,共1336例病例,证明c-Met上调与BCa患者总生存期(OS)缩短相关。此外,对26个BCa标本的免疫组化分析表明基质酶介导的c-Met磷酸化与不良结果密切相关。

       PART.04

       用于治疗BCa的c-Met抑制剂

       一般来说,c-Met抑制剂可分为三类:

       • c-Met酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)

       • 靶向c-Met的HGF拮抗剂

       • HGF中和抗体

       小分子TKIs阻断肿瘤细胞内信号通路,其中大部分是ATP结合的竞争抑制剂。I型抑制剂通过U型结构与蛋白质结合,而II型抑制剂是多靶点制剂,作用于更广泛的空间构象;III型抑制剂是非ATP竞争性药物。

       目前,针对c-Met共有5款药物获批上市,分别是:克唑替尼、卡博替尼、卡马替尼、赛沃替尼和特泊替尼(图4)。

已上市的c-Met小分子抑制剂

       图4. 已上市的c-Met小分子抑制剂

       此外,c-Met靶点的临床试验结果显示,无论是单药治疗还是与其他靶点药物联合治疗,都具有良好的安全性,是一种很有前景的实体癌治疗策略(图5)。

       代表性c-Met抑制剂的临床试验

       图5. 代表性c-Met抑制剂的临床试验

       在BCa中,cabozantinib——一种针对c-Met和其他如VEGFR2、FLT3、KIT、AXL和RET的非选择性TKI,目前正在进行深入的临床研究。如前所述,研究人员发现cabozantinib可以阻断HGF/c-Met介导的MMP1的表达。

       此外,一项cabozantinib和durvalumab联合治疗铂基化疗后转移性疾病的II期临床试验初步显示,联合治疗是安全的,达到了43.8%的客观缓解率。另一种包括c-Met在内的多靶点TKI,名为克唑替尼,同样具有临床应用前景。一项临床前异种移植研究表明,克唑替尼和cabozantinib均能显著抑制HGF/c-Met诱导的多种Bca肿瘤细胞系增殖和侵袭。目前,cabozantinib和crizotinib治疗BCa的多项临床试验正在进行中(图6)。

       c-Met抑制剂在BCa患者中的临床应用

       图6. c-Met抑制剂在BCa患者中的临床应用

       PART.05

       小结

       目前,c-Met被认为是一种原癌基因,通过与其配体HGF相互作用,促进细胞增殖、生长、迁移、侵袭和血管生成等广泛的生物学功能。c-Met表达增强与各种类型BCa的发生及不良预后呈正相关。

       此外,许多研究观察到c-Met过表达与BCa的组织学分级、非乳头状轮廓、肿瘤大小和肌肉浸润密切相关。越来越多的研究表明c-Met可能是BCa的一种新型和重要的生物标志物。目前,以cabozantinib为代表的c-Met抑制剂已广泛应用于抗癌治疗,在BCa临床应用中具有广阔前景,期待更多c-Met抑制剂在膀胱癌领域的好消息。

       参考资料

       1. c-Met: A Promising Therapeutic T arget in Bladder

       Cancer. Cancer Management and Research 2022:14 2379–238

       2. Exploring contrary trends in bladder cancer incidence, mortality and survival: implications for research and cancer control. Intern Med J. 2010;40(5):357–362

       3. Bladder cancer. Lancet. 2016;388(10061):2796–2810. doi:10.1016/S0140-6736(16)30512-8

       4. Bladder cancer. Lancet. 2016;388(10061):2796–2810. doi:10.1016/S0140-6736(16)30512-8

       5. Targeting MET in cancer: rationale and progress. Nat Rev Cancer. 2012;12(2):89–103.

       doi:10.1038/nrc3205

       专栏作者

       雨巷少年

       药物化学背景,从事抗肿瘤药物研发和化学生物学相关研究工作,熟悉药物靶点调研和分析及药物合成研究工作。热爱医药行业,愿与同行前辈互相学习、进步,共同见证我国生物医药发展壮大,迈向世界领先队列!

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