尽管 BRAF 抑制剂达拉非尼(dabrafenib)和 vemurafenib 均已证明对BRAF突变型黑色素瘤有效,但它们的作用机制似乎有所不同。在这里,我们表明 dabrafenib 在抑制NRAS突变和KRAS突变癌细胞系的生长方面比威罗菲尼更有效。使用基于质谱的化学蛋白质组学,我们将 NEK9 和 CDK16 鉴定为达拉非尼的独特靶点。NEK9 和 CDK16 在晚期黑色素瘤标本中均高表达,两种蛋白质的高表达与较差的总生存率相关。NEK9 在NRAS-和KRAS增长中的作用siRNA 研究提示突变细胞系,其中沉默与增殖减少、细胞周期停滞与 p21 表达增加、磷酸化 CHK1 抑制、CDK4 表达降低和衰老反应的启动有关。CDK4 的抑制而不是 CHK1 的抑制重现了 NEK9 沉默的影响,表明这可能是生长抑制的机制。我们接下来将注意力转向 CDK16,发现它的敲低抑制了 S780 处 Rb 蛋白的磷酸化并增加了 p27 的表达。这两种效应都在NRAS-和KRAS- 中进行了表型复制dabrafenib 但不是 vemurafenib 的突变癌细胞。NEK9 和 CDK16 的联合沉默与增强对黑色素瘤细胞增殖的抑制有关。总之,我们已经确定达拉非尼是一种有效的 NEK9 和 CDK16 抑制剂,我们的研究表明,抑制这些激酶可能对不含有BRAF突变的癌症具有活性。
Vemurafenib 和达拉非尼(dabrafenib)在临床实践中广泛用于治疗BRAF突变型黑色素瘤。尽管它们的功效相似,但在它们的副作用方面观察到了显着差异。这使我们假设与 vemurafenib 相比,达拉非尼(dabrafenib)可能抑制一系列不同的激酶靶标,后者可能对BRAF具有活性野生型肿瘤。与此一致,我们的初步研究表明,达拉非尼在抑制NRAS和KRAS突变癌细胞系的生长方面比威罗菲尼更有效。
为了更好地了解达拉非尼(dabrafenib)和 vemurafenib 之间的作用差异,我们进行了化学蛋白质组学筛选,以确定独特的脱靶激酶谱。化学蛋白质组学是一种创新方法,它使用感兴趣的药物“拉下”相互作用的蛋白质和激酶,然后使用质谱法对其进行鉴定。它具有无偏见和高度灵敏的优势,并且能够捕捉药物对蛋白质-蛋白质复合物的影响——这是体外激酶检测无法实现的。以前的研究,使用细胞类型不可知的体外激酶测定,已经确定了威罗菲尼的其他潜在靶点(CRAF、BRAF、SRMS、MAPK4K5、FGR:IC50 均 <100 n米)和dabrafenib(BRAF,CRAF,SIK2,ALK5:IC50所有<100 n中米)。在这里测试的三种药物中,曲美替尼的靶标范围最窄,基本上只与 MAP2K 激酶家族的成员相互作用。这可能反映了变构 MEK 抑制剂与 ATP 竞争性 BRAF 抑制剂相比具有高度特异性。我们的化学蛋白质组学分析确定了一系列以前未知的达拉非尼(dabrafenib)靶标,包括 CAMK1α、CDK16 和 NEK9。NEK9 和 CDK16 被选择用于进一步研究,因为它们在体外被达拉非尼(dabrafenib)有效抑制激酶测定,并通过初步 siRNA 实验,其中它们的沉默抑制了NRAS突变黑色素瘤细胞的生长。
NEK9 是有丝分裂基因 A (NIMA) 相关激酶 (NEKs) 丝氨酸/苏氨酸激酶的 11 家族成员的一部分,其主要作用是在细胞周期检查点控制中。在功能上,NEK9 在有丝分裂中得到了最好的表征,它通过下游激酶 NEK6 和 NEK7 帮助调节中心体分离和纺锤体组装。NEK9 的表达响应复制应激而增加,导致其与 CHK1 的关联以及 CHK1 激酶活性的增加。在三阴性乳腺癌细胞中,NEK9 的沉默增加复制压力水平,导致自发性 DNA 损伤和增强对 DNA 损伤化疗药物的敏感性。在其他系统中,NEK9 表达的敲低会破坏微管动力学并与有丝分裂灾难有关。最近的无偏见蛋白质组学筛选也证明 NEK9 作为 ATG8 子网络的一部分是潜在的自噬介质。NEK9 与多种癌症有关,在复发性胶质瘤和伊马替尼耐药的慢性粒细胞白血病 (CML) 中观察到表达增加。它最近还被确定为 p53 失活的癌细胞系中的关键细胞周期调节剂,并被提议作为这些肿瘤的潜在治疗靶点。NEK9 在黑色素瘤中的潜在作用以前没有被探索过。
我们首次证明达拉非尼可有效抑制不受威罗菲尼影响的激酶,包括 NEK9 和 CDK16。NEK9 和 CDK16 的抑制作用可能有助于达拉非尼(dabrafenib)的活性,这可能表明该药物在其他非BRAF突变癌症中的效用。微信扫描下方二维码了解更多:
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