雷德帕斯(Midostaurin)在肺癌细胞中的复杂作用机制

　　肺癌与高患病率和死亡率相关，尽管靶向药物在基因组定义的肺癌亚组和免疫疗法中取得了巨大成功，但大多数患者目前并未从这些疗法中受益。通过靶向药物筛选，我们发现最近批准的多激酶抑制剂雷德帕斯（Midostaurin）在几种肺癌细胞中具有强效活性，而与其预期靶标、PKC 或特定基因组标记无关。为了确定潜在的作用机制，我们应用了分层功能蛋白质组学方法和新的数据集成方法。使用化学蛋白质组学，我们在这些细胞中鉴定了多个雷德帕斯（Midostaurin）激酶靶点。

　　使用来自 STRING 数据库的蛋白质-蛋白质相互作用将这些靶标与定量酪氨酸和全局磷酸化蛋白质组学数据进行基于网络的整合，表明多个靶标与雷德帕斯（Midostaurin）的作用模式相关。随后使用 RNA 干扰和选择性小分子探针进行的功能验证表明，需要同时抑制 TBK1、PDPK1 和 AURKA 才能引发雷德帕斯（Midostaurin）的细胞效应。下游信号节点的免疫印迹分析表明，这些靶标的联合抑制改变了 PI3K/AKT 和细胞周期信号通路，这些通路部分会聚在 PLK1 上。此外，雷德帕斯（Midostaurin）与强效 PLK1 抑制剂 BI2536 的合理组合引发了强烈的协同作用。我们的结果表明，互补的功能蛋白质组学方法和随后的基于网络的数据集成的结合可以揭示对多激酶抑制剂的复杂作用模式、药物发现的可操作靶点和癌症脆弱性的新见解。最后，我们说明了如何将这些知识用于合理设计具有临床转化潜力的协同药物组合。

　　雷德帕斯（Midostaurin）是多激酶抑制剂星形孢菌素的一种结构衍生物，已被开发为蛋白激酶 C (PKC) 的抑制剂并且具有特殊意义，因为它最近获得了 FDA 的批准，用于治疗急性髓细胞白血病 (AML)，因为它能够有效抑制 FLT3 。有趣的是，已发现在 NSCLC 细胞中，midostaurin 对耐药 EGFR 看门人突变体具有出乎意料但有益的脱靶活性，但对野生型 EGFR 没有作用。我们和其他人进一步观察到，雷德帕斯（Midostaurin）在其他几种非 EGFR 突变或其他共享基因组畸变驱动的非小细胞肺癌细胞系中显示出有效的抗增殖活性。这可能表明新药的再利用机会。由于 NSCLC 细胞系通常不表达 FLT3，并且其他有效的 PKC 抑制剂在同一细胞系中无活性，因此这些细胞中米司他林的潜在 MoA 尚不清楚，但可能涉及未被充分认识的脱靶，这些脱靶可能构成肺癌的新可操作靶标。应用由化学蛋白质组学、酪氨酸和全局磷酸化蛋白质组学组成的分层功能蛋白质组学方法以及通过综合网络分析进行的后续数据整合，我们在这里描述了 NSCLC 细胞中雷德帕斯（Midostaurin）复杂的多药理学 MoA 的阐明，确定了新的可操作靶点组合并合理设计一种协同药物组合。

　　尽管基因组学取得了巨大进步，精准医学也取得了相关成功，但大多数癌症，包括许多 NSCLC 肿瘤，目前并未显示出可操作的突变，因此迫切需要新的抗癌靶点。在 FDA 批准的多激酶抑制剂 Midostaurin 在 NSCLC 细胞中无法解释的细胞活性的指导下，我们应用了一种综合功能蛋白质组学方法，包括化学蛋白质组学以及全局和酪氨酸磷酸蛋白质组学。该策略通过阐明midostaurin 的全网络信号效应和复杂的MoA 导致确定肺癌的新的可操作靶标。重要的是，与其他有效和选择性抑制剂相比，midostaurin 在这些细胞中的活性与其经典靶标 PKC 和 FLT3 无关。此外，我们发现雷德帕斯（Midostaurin）的MoA 取决于同时抑制至少三个不同的非经典目标。

　　总之，通过使用无偏的、分层的功能蛋白质组学和基于网络的数据集成的组合，我们能够阐明多激酶抑制剂雷德帕斯（Midostaurin）在肺癌细胞中的作用机制，该机制与其同源靶点无关，而是涉及几个非经典的midostaurin目标。对下游信号效应的分析确定了特定致癌途径的收敛性，这导致了新型协同药物组合的合理设计。这种集成蛋白质组学方法的成功应用表明它有潜力回答复杂的生物学问题，并揭示基因组学方法可能不明显的新的可操作癌症弱点。微信扫描下方二维码了解更多：