2001年,Hartwell、Nurse以及Hunt等因發(fā)現(xiàn)了細胞周期及調(diào)控的分子機制而獲得了諾貝爾生理醫(yī)學獎。時至今日,細胞周期與腫瘤等疾病的關系仍是生命科學的熱門研究領域。在前不久舉辦的美國臨床腫瘤學會(ASCO)年會上,來自多國的研究人員多次提及CDK抑制劑等細胞周期調(diào)節(jié)劑在乳腺癌等腫瘤疾病治療上的新成果,再次引起了人們對細胞周期調(diào)節(jié)劑的廣泛關注。
圖一 cyclin-CDKs-CKIs調(diào)控網(wǎng)絡
我們知道,細胞周期可以分為間期(G1、S、G2期)和有絲分裂期(M期),期中間期是以DNA合成為標識。機體對于細胞周期的調(diào)節(jié)根據(jù)來源可分為外源性及內(nèi)源性調(diào)控。其中,外源性調(diào)控主要是外界刺激;而內(nèi)源性調(diào)控是通過cyclin-CDKs-CKIs網(wǎng)絡(細胞周期蛋白-細胞周期依賴性蛋白激酶-細胞周期蛋白激酶抑制因子)進行調(diào)控。細胞周期蛋白(cyclin)與激酶抑制因子(CKIs)分別行駛正調(diào)節(jié)和負調(diào)節(jié)作用,維持著細胞周期依賴性蛋白激酶(CDKs)的穩(wěn)態(tài)。
研究證明,人體腫瘤的發(fā)生與基因(癌基因及抑癌基因)活動密切相關,而癌癥相關基因作用的歸結(jié)點均在于對細胞周期的調(diào)控。癌癥細胞周期失調(diào)常表現(xiàn)為cyclin過度表達,導致對CDKs的正調(diào)節(jié)作用過強;以及CKIs失活,導致對CDKs負調(diào)節(jié)作用減弱。
有研究人員指出,以CDKs為中心的細胞周期調(diào)控網(wǎng)絡任何環(huán)節(jié)發(fā)生紊亂,都有可能導致癌癥的發(fā)生。CDKs是一個絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族,對細胞周期調(diào)控其關鍵作用,而CDKs本身并不具備激酶活性,只有在于cyclin結(jié)合后方可發(fā)揮效力。在許多腫瘤細胞,cyclin常常過度表達,使CDKs活化程度過高、過久,從而導致細胞周期異常活躍。
CKI是CDKs的特異性抑制蛋白,其可以通過與CDKs或cyclin-CDKs發(fā)生特異性結(jié)合,發(fā)揮抑制活性。在癌癥細胞中,CKI基因常發(fā)生突變或缺失,從而使其對CDKs的負向調(diào)控失調(diào)。常發(fā)生突變或缺失的CKI基因包括p16、p27及Rb。另有研究發(fā)現(xiàn),在一些癌癥細胞中,CDK4及CDK6的基因常發(fā)生突變,導致CKI不能與其結(jié)合,進而導致抑制作用失調(diào)。
綜上可知,細胞周期失調(diào)是癌癥的主要特征,細胞周期失調(diào)可造成細胞分化缺乏和細胞過度增殖。因此,細胞周期調(diào)節(jié)劑也理所當然成了癌癥藥物的重要熱門開發(fā)方向,也舉得了巨大進展。
藥物名稱 |
原研公司 |
開發(fā)階段 |
主要適應癥 |
Palbociclib |
輝瑞 |
上市 |
乳腺癌 |
Ribociclib |
諾華 |
上市 |
乳腺癌 |
Pacritinib |
Concert |
NDA申請 |
白血病 |
Riviciclib |
Piramal Phytocare |
臨床三期 |
乳腺癌、頭頸癌 |
Dinaciclib |
默沙東 |
臨床三期 |
慢性淋巴細胞白血病 |
Abemaciclib Mesylate |
禮來 |
臨床三期 |
乳腺癌、非小細胞肺癌 |
Rigosertib Sodium |
Onconova Therapeutic |
臨床三期 |
胰 腺癌、白血病 |
圖二 已經(jīng)上市及處于臨床三期CDK抑制劑
從圖二可以看出,自從CDK抑制劑被關注以來,輝瑞、諾華等制藥巨頭依據(jù)強大的研發(fā)實力,率先開發(fā)了乳腺癌藥物Palbociclib、Ribociclib,并已成功上市。其次,默沙東、禮來等多家藥企的多個CDK抑制劑藥物也以處于臨床三期研究階段,而處于臨床一期、二期的CDK抑制劑更多。不經(jīng)讓人感慨:CDK抑制劑不愧為細胞周期調(diào)節(jié)劑領域最熱門的腫瘤藥物開發(fā)方向。
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