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丝裂原活化蛋白激酶相互作用激酶抑制剂在肿瘤免疫治疗中的研究进展

  • 卜红 1
  • 周金培 2
  • 张惠斌 1
1. 中国药科大学新药研究中心,南京 210009; 2. 中国药科大学药物化学教研室,南京 210009

中图分类号: R917

最近更新:2021-09-09

DOI:10.11665/j.issn.1000-5048.20210403

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摘要

随着肿瘤免疫疗法(tumor immunotherapy)的兴起,靶向免疫系统的小分子调节剂已成为研究热点,而免疫激酶作为一类研究较深入发展较成熟的靶点,受到越来越多的关注。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)相互作用激酶(MNKs)位于ERK和p38 MAPK信号通路的交汇点,可以在保守的丝氨酸209处特异性磷酸化真核翻译起始因子4E(eIF4E)并调节mRNA的翻译。MNKs信号通路在先天性和适应性免疫系统中起着重要作用,MNKs抑制剂在治疗肿瘤及免疫相关疾病的研究也越来越深入。本文就MNKs的结构特点、作用机制、信号转导途径及其与肿瘤的密切关系进行了总结,同时详细介绍了不同研究机构报道的 MNKs抑制剂的发展过程和临床研究进展。

在单克隆抗体类免疫检查点抑制剂、嵌合抗原受体T淋巴细胞(CAR-T)疗法和过继性细胞疗法等肿瘤免疫疗法取得巨大成功后,靶向免疫系统的小分子调节剂成为了学术界关注的热点。不同于目前免疫治疗中常用的大分子生物药存在低生物利用度、价格昂贵、免疫相关不良反应(irAE)等缺点,通过小分子药物调节免疫系统具有独特的优势,这些优势可以与生物学方法互补并具有潜在的协同作

1-2。而在肿瘤免疫小分子药物的研发中,抑制免疫激酶的活性已经成为肿瘤治疗的一种强有力的方法。免疫激酶抑制剂可以调控机体自身免疫系统杀伤肿瘤,并且随着对激酶相关信号通路的深入研究,小分子免疫激酶抑制剂的开发从抑制致癌基因转向了调控相关细胞信号通路,包括转录、翻译和免疫应答,治疗领域也逐渐从肿瘤扩展到免疫系统疾病,包括炎症、自身免疫病和退行性疾病3-4。因此小分子免疫激酶抑制剂的进一步开发将为肿瘤及免疫相关疾病的治疗开辟新的途径。目前已经有多个免疫蛋白激酶得到了报道,大量的研究证实了丝裂原活化蛋白激酶相互作用激酶(MNKs)在促进肿瘤进展中的重要作用。相应地,抑制MNKs活性可引起肿瘤细胞的增殖阻滞和凋亡。除此之外,MNKs激酶还介导多种促炎细胞因子、趋化因子和免疫检查点蛋白的表达,提示其在免疫细胞中的潜在作5。本文简要介绍了MNKs的生物学结构、信号通路及其小分子抑制剂的研究进展。

1 MNKs的结构

MNKs是丝氨酸/苏氨酸激酶,属于Ca2+/钙调蛋白依赖性激酶(CaMK)家族,1997年作为ERK的结合底物首次被报

6。在人类细胞中,由MKNK1MKNK2两个基因编码的MNKs存在两种亚型:MNK1和MNK2,它们通过选择性剪接衍生出4种变体:MNK1a/MNK2a(全长) 和MNK1b/MNK2b(缺乏短C端片段7。这4种变体氨基酸序列的相似性约为80%,其核心催化域的序列也高度一致。此外,它们具有相似的N端区域,都包含N末端核定位信号序列(NLS),使得MNKs可以进入细胞核内发挥作用。MNK1a和MNK2a在C端含有一个MAPK结合域,可以被ERK和P38 MAPK磷酸化激活;MNK1b和MNK2b缺乏C端MAPK结合域,仅表现出中等的基础活性(图1)。MNKs的N端由反向平行的β折叠和调节性αC螺旋组成;C端由6个α螺旋组成,包括催化片段和含有Mg2+结合环、激活环以及P+1环的活化片段。除此之外,MNKs还具有区别于其他蛋白激酶的独特结构特征。一般激酶结构中位于激活环末端高度保守的DFG(Asp/Phe/Gly)序列在MNKs中被DFD(Asp/Phe/Asp)序列取代。MNKs的催化域中还存在3个特定的插入结构,分别位于DFD片段的C端(I1),αEF和αF螺旋之间(I2)以及αC螺旋的N端(I38-10图2)。

Figure 1 Sequence structures of splice variants of Mitogen-activated protein kinase (MAPK)-interacting kinases (MNKs)

NLS: Nuclear localization signal sequence; NES: Nuclear export signal

Figure 2 Protein crystal structure of MNK2 (PDB code: 4AC3)

DFD motif: Asp226/Phe227/Asp228

2 MNKs的信号转导机制

MNKs位于Ras/Raf/ERK和p38 MAPK信号通路的下游交汇处,在受到生长因子和细胞外因子的刺激后,ERK和p38 MAPK可将MNKs磷酸化激活。磷酸化后的MNKs负责多个下游底物的磷酸化,包括真核翻译起始因子4E(eIF4E)、异质核蛋白A1(hnRNP A1)、软脂酰化磷蛋白Sprouty2、PTB相关剪接因子(PSF)和细胞质磷脂酶A2(cPLA2)。eIF4E是MNKs特征最明显研究最广泛的底物,MNKs可在保守的Ser209处特异性磷酸化eIF4E,被MNKs磷酸化后的eIF4E可以识别并直接结合含有7-甲基鸟苷部分的mRNA 5′末端帽子结构。eIF4E是真核翻译起始因子复合物4F(eIF4F)的重要组成部分,是mRNA翻译的关键限速因子。eIF4F复合物由支架蛋白eIF4G、ATP依赖的RNA解旋酶eIF4A和eIF4E组成,eIF4G通过与eIF4E结合而接近mRNA,eIF4A与eIF4G结合以解开mRNA 5′末端非翻译区的二级结构,并促进核糖体结合和5'UTR的扫

11-12。eIF4E结合蛋白1(4E-BP1)是eIF4E依赖性mRNA翻译的负调控因子,可与eIF4G竞争结合eIF4E。4E-BP1在PI3K/AKT/mTORC1信号通路的下游,可被mTORC1磷酸化。磷酸化的4E-BP1不再与eIF4E结合,从而促进eIF4F复合物的形成和mRNA的翻译。因此mTORC1抑制剂,如雷帕霉素可抑制eIF4E的活性,这也表明MNKs抑制剂与雷帕霉素之间存在一定的协同作13图3)。

Figure 3 Signal transduction pathway of Mitogen-activated protein kinase (MAPK)-interacting kinases (MNKs)

RTK: Receptor tyrosine kinase; PI3K: Phosphoinositide 3-kinase; mTORC1: Mammalian target of rapamycin complex 1; ERK: Extracellular regulated protein kinases; MKK: MAP kinase kinase; MAPK: Mitogen-activated protein kinase; eIF4E: Eukaryotic translation initiation factor 4E; PSF: Polypyrimidine tract-binding protein dependent splicing factor; hnRNP A1: Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1; cPLA2: Cytoplasmic phospholipase A2

3 MNKs与肿瘤和肿瘤免疫疗法

上调MNKs/eIF4E可促进多种致癌蛋白的表达,大量研究表明,eIF4E在包括乳腺

14、肾细胞15、卵巢16、宫颈17、前列腺18、肝19、淋巴20和黑色素21在内的多种恶性肿瘤中都存在过表达和过度磷酸化的现象,并且与肿瘤的发生、发展、转移、耐药及不良预后密切相关。更重要的是,敲除或抑制MNKs的活性可以延缓肿瘤进程,但对小鼠的正常发育没有影响。此外,MNKs/eIF4E还可以调节多种细胞因子、趋化因子和免疫检查点蛋白的表达,从而调控先天免疫的启动、获得性免疫的激活以及对免疫相关细胞因子的应22。抑制MNKs可以降低活化的T细胞表面免疫检查点蛋白PD-1、TIM-3和LAG3的含量,还能减少TNF-α、IL-6、IL-1β和MCP-1等促炎细胞因子的产生,抑制巨噬细胞介导的炎症反23-24。因此,将免疫治疗药物(如CTLA-4和PD-1/PD-L1抑制剂等)与MNKs抑制剂联合使用具有广阔的前景,MNKs抑制剂在其他免疫隔室和肿瘤细胞中的潜在作用也值得更深入的研究。最新的研究表明,靶向MNKs可能对慢性代谢性疾病如高血糖、肥胖等有治疗作用,抑制MNKs可以降低高脂饮食小鼠脂肪组织的炎症反应,提高其葡萄糖耐量和对胰岛素的敏感25-26

4 MNKs抑制剂的研究进展

近年来,MNKs作为肿瘤治疗的靶点,受到了众多科研机构和制药公司的关注和投资。虽然到目前为止还没有小分子MNKs抑制剂药物上市,但随着对MNKs研究的深入和肿瘤免疫的兴起,新型选择性小分子MNKs抑制剂的开发也越来越受到重视。现根据在研公司和化学结构对MNKs抑制剂分类介绍。

4.1 Novartis公司

2000年,Novartis公司首次报道了十字孢碱衍生物CGP052088(MNK1 IC50 = 70 nmol/L)可以有效抑制MNK1的活性,并阻断HEK293细胞中由eIF4E磷酸化导致的激酶级联反

27。2001年,该公司在体外激酶测定中将CGP57380(MNK1 IC50 = 0.87 μmol/L,MNK2 IC50 = 1.6 μmol/L)鉴定为MNKs抑制剂,这是首个人工合成的MNKs小分子抑制剂。同时,CGP57380对其他蛋白激酶也具有一定的抑制活性,例如CK1(IC50 = 0.51 μmol/L)和DYRK3(IC50 = 3.2 μmol/L)28-29。尽管CGP57380的IC50较低,对其他激酶的选择性较差,但其在多种细胞系中均能抑制eIF4E的磷酸化。目前,在许多与MNKs/eIF4E相关的生物学研究中,CGP57380仍作为工具化合物使用。

2016年,Novartis公司通过高通量筛选(HTS)报道了一类氨基吡啶骨架的选择性MNKs抑制剂。化合物1(MNK1 IC50 = 0.7 μmol/L,MNK2 IC50 = 0.9 μmol/L)表现出中等的抑制活性,与MNK2(PDB: 6AC3)的对接结果显示,氨基吡啶与铰链区域形成两个氢键,苯并咪唑环与Phe159之间存在π-π相互作用(图4-A)。根据化合物1的结合模式,进一步优化以提高效价和选择性,通过在嘧啶环间位引入苯甲酰胺与铰链区形成疏水作用,并在苯并咪唑环上引入哌嗪环与Glu209形成相互作用,化合物2 (MNK1 IC50 = 4 nmol/L,MNK2 IC50 = 2 nmol/L)表现出极强的抑制活性。但氨基吡啶类化合物的后续优化未能进一步提高抑制活性,研究人员将注意力转向了氨基吡嗪类化合物,化合物3(MNK1 IC50= 80 nmol/L, MNK2 IC50= 20 nmol/L)激酶抑制活性虽然弱于化合物2,但其细胞内磷酸化eIF4E的能力明显提高。在化合物2和3的基础上进一步结构修饰,通过引入甲基破坏苯并咪唑和吡嗪之间的分子内氢键,同时引入甲基哌嗪得到了活性更高和选择性更强的化合物4(MNK1 IC50=1.5 nmol/L,MNK2 IC50= 0.7 nmol/L)(图4-B)。用异烟酰胺替换苯甲酰胺得到了化合物5(MNK1 IC50=3 nmol/L,MNK2 IC50= 3 nmol/L),其表现出良好的理化性质并能够抑制人源多发性骨髓瘤细胞KMS11-luc的增

30

Figure 4 Cocrystal structure of compounds in MNK2

A:Cocrystal structure of compound 1 in MNK2 (PDB:6AC3); B:Cocrystal structure of compound 4 in MNK2 (PDB: 6AC3)

4.2 Lilly公司

2011年,Lilly公司通过HTS鉴定并报道了天然产物cercosporamide(MNK1 IC50 = 116 nmol/L,MNK2 IC50 = 11 nmol/L)是一种有效的选择性MNKs抑制剂。Cercosporamide是一种已知的广谱抗真菌药,可有效抑制多种肿瘤细胞系的eIF4E磷酸化,并减少细胞增殖,增加细胞凋亡。作为首个口服且在小鼠体内有效的MNKs抑制剂,cercosporamide可以在给药后30 min之内有效抑制肿瘤异种移植小鼠肝组织中的eIF4E磷酸化,并有效抑制HCT116异种移植模型中肿瘤增殖和B16黑色素瘤模型的肺转移瘤的生长而不引起小鼠体重降低。用cercosporamide处理急性髓系白血病(AML)细胞能够以剂量依赖性方式抑制eIF4E磷酸化,并增强阿糖胞苷(Ara-C)或哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)抑制剂的抗白血病活性。在MV4-11异种移植模型中,cercosporamide能显著增强阿糖胞苷的抗肿瘤活

31-32

4.3 Bayer公司

Bayer公司在对CGP57380吡唑并嘧啶骨架和结合模式深入研究的基础上,尝试了多种结构衍生化,报道了一系列具有高活性和选择性的吡唑并嘧啶和吡咯并嘧啶骨架的MNK1抑制剂并进行了多篇专利保护,代表化合物6(MNK1 IC50 = 44 nmol/L)和7(MNK1 IC50 = 1 nmol/L

33-35。随后Bayer公司又报道了一类具有吡咯并嘧啶三环和噻吩并嘧啶三环骨架的化合物,吡咯并嘧啶三环骨架化合物8(MNK1 IC50 = 1 nmol/L)活性得到了保持,将吡咯环替换为噻吩环并改变酰胺侧链位置得到的化合物9(MNK1 IC50 = 0.6 nmol/L)对MNK1的抑制活性得到了进一步的提36-37。虽然这些化合物对MNK1有很强的抑制活性,但它们对MNK2的抑制活性和选择性尚未得到报道。2018年,Bayer公司基于对先前报道的三环骨架化合物和eFFECTOR Therapeutics公司报道的含有吡啶酮-缩醛胺骨架化合物的研究,公开了一类新的化合物,代表化合物10和11对MNK1表现出极强的抑制活性,IC50均小于0.1 nmol/L38-39

BAY1143269(MNK1 IC50 = 40 nmol/L,MNK2 IC50 = 904 nmol/L)是Bayer公司研发的首个进入临床的MNKs抑制剂。BAY1143269(结构未公开)具有ATP竞争结合模式,于2015年3月获批进入Ⅰ期临床试验,与多西他赛联合用于非小细胞肺癌(NSCLC)的治疗。虽然该化合物的化学结构尚未公开,但其活性和功效的一些数据已被揭示。BAY1143269在体外可以抑制多种肿瘤细胞系中eIF4E的磷酸化,IC5​​0从0.5 µmol/L提高到2.6 µmol/L,并可以阻断MNKs调节的下游靶标的表达,包括survivin,Cdc25C和cyclin B1。BAY1143269对非小细胞肺癌(NSCLC)、结直肠癌和黑色素瘤异种移植瘤模型均有显著的疗

40。作为首个临床MNKs抑制剂,BAY1143269在单一疗法和联合疗法中表现出良好的选择性、口服有效性和临床前体内功效,然而由于项目优先的需要,Bayer公司终止了BAY1143269的临床试验。

此外,除了Bayer公司,Boehringer Ingelheim公

41-43和南澳大利亚大44也相继公开了具有吡咯并嘧啶和噻吩并嘧啶骨架的化合物,这些化合物均具有纳摩尔水平的MNKs抑制活性,且能抑制多种肿瘤细胞系中eIF4E的磷酸化。

4.4 Experimental Therapeutics Centre(ETC)

2013年,新加坡科技研究局(A*STAR)下属Experimental Therapeutics Centre报道了一系列含有多种中心双环骨架的双环杂环衍生物,双环结构包括咪唑[1,2-a]吡嗪、咪唑[1,2-b]吡嗪、咪唑[1,2-a]吡啶、吡唑[1,5-a]嘧啶、咪唑[4,5-c]吡啶和苯[d]咪唑。这些化合物被鉴定为有效的MNKs抑制剂,其IC50达到了微摩尔和纳摩尔水平。对这6种双环骨架进行了进一步的研究,可分为双环核心、C-3取代基和C-6取代基3个部分(化合物12)。通过改变双环核心并修饰C-3和C-6处的取代基,可以改善与MNK1/2的相互作用。双环核心N-1与MNK1的Leu127残基和MNK2的Met162残基在激酶铰链区的酰胺主链上分别形成一分子氢键,C-3取代基伸向疏水口袋,而C-6取代基占据了靠近ATP结合口袋的磷酸口袋。化合物13(MNK1 IC50 = 0.79 μmol/L,MNK2 IC50 = 0.52 μmol/L)是咪唑并吡嗪类化合物,对MNKs的抑制能力中等,但不能抑制细胞中eIF4E磷酸化。将化合物13的乙酰胺替换为4-PhCONH2 得到化合物14(MNK1 IC50 = 0.31 μmol/L,MNK2 IC50 = 0.19 μmol/L),其对MNKs的抑制活性提高了2 ~ 3倍,可能是由于Ser166的羰基和化合物侧链羟基之间存在氢键。同时,化合物14可降低细胞内eIF4E的磷酸化,并表现出良好的渗透性和体外ADME特性。当化合物14的伯酰胺被较大的酰胺取代,如用吗啉环取代,得到的化合物15(MNK1 IC50 = 0.13 μmol/L,MNK2 IC50 = 0.11 μmol/L)对MNKs的抑制活性进一步提高,且具有更好的渗透性和溶解度。在C-3处进一步的衍生化未能提高苯基取代基的效能,但与具有相似效能的类似物相比,苯甲腈的亲脂性更低,并且显示出更好的溶解性和渗透性。对双环核心的研究表明,用咪唑[1,2-a]吡啶取代咪唑[1,2-a]吡嗪对MNK1的抑制活性提高了6 ~ 9倍,对MNK2的抑制活性提高了5 ~ 7

45。在此研究基础上得到了化合物ETC-206(MNK IC50 = 64 nmol/L,MNK2 IC50 = 86 nmol/L),并于2018年进入Ⅰ期临床研究,与达沙替尼联用治疗晚期血液瘤(图5)。ETC-206在急变期慢性髓细胞白血病(BC-CML)小鼠异种移植模型中表现出良好的生物利用度、安全性和耐受性,并可以显著增强达沙替尼的抗肿瘤活46。23名年龄在23 ~ 54岁之间的男性患者接受了单次给药治疗,没有发生相关的不良反应,并且eIF4E的磷酸化水平在给药后24 h和30 h分别降低了28%和44%。ETC-206单独或联合用药临床方案的进一步研究和讨论相继发表,对肿瘤药物临床方案的制定具有指导意47。对与ETC-206具有相似骨架化合物的研究持续进行,2019年,Experimental Therapeutics Centre公开了一类C-3处含有炔基取代基的化合物,代表化合物16,但它们对MNKs抑制活性的具体数据没有公48

Figure 5 Cocrystal structure of compound ETC-206 in MNK2 (PDB: 6AC3)

2014年,Experimental Therapeutics Centre还报道了一类杂芳基炔烃衍生物作为MNKs抑制剂,其可与MNKs的非活性形式(DFD-out)可逆结合。代表化合物17。此类化合物可以降低HeLa细胞中eIF4E的磷酸化水平,抑制K562细胞的增

49。2016年,又在已知的FLT3抑制剂AST-487(MNK1 IC50 = 1.76 μmol/L, MNK2 IC50 = 20 nmol/L)的结构基础上,开发并报道了一类联芳基MNK/ABL1双重抑制剂。在对AST-487的研究中发现,AST-487除了可以抑制MNKs外还能抑制其他多种激酶。因此,为了提高AST-487的激酶选择性,同时保持对MNK1和MNK2的抑制作用,进行了构效关系分析和分子建模,进一步的结构优化得到了化合物18(MNK1 IC50 = 2.5 μmol/L, MNK2 IC50 = 16 nmol/L, ABL1 IC50 = 50 nmol/L),其显示出良好的稳定性,口服生物利用度为31%(图6)。在K562异种移植模型中,化合物18以剂量依赖性的方式抑制肿瘤的生长,并且在100 mg/kg的给药剂量下肿瘤完全消失。同时化合物18可以抑制K562细胞中eIF4E的磷酸化,并在给药4 h后达到最高抑制率。在苯环上引入氟原子并将哌嗪环上的乙基替换为甲基后得到了化合物19(MNK1 IC50 = 0.2 μmol/L, MNK2 IC50 = 10 nmol/L, ABL1 IC50 = 10 nmol/L),其对MNK1的抑制活性提高了1250

Figure 6 Cocrystal structure of compound 18 in MNK2 (PDB: 6AC3)

4.5 eFFECTOR Therapeutics公司

2015年,eFFECTOR Therapeutics公司首次报道了具有吡啶酮-缩醛胺结构的氨基嘧啶类MNKs抑制

51。通过对MNKs晶体结构的分析以及基于片段的虚拟筛选,发现化合物20(MNK1 IC50 = 0.69 μmol/L)具有中等的MNK1抑制活性,其嘧啶环上的N-9与Met162上羰基氧形成一分子氢键,苯环与Phe159具有π-π相互作用。进一步结构修饰将苯甲酰胺通过环化反应转化为内酰胺,并在内酰胺环上引入两个甲基形成sp3杂化迫使双环体系形成180°夹角,得到了化合物21(MNK1 IC50 = 100 nmol/L, MNK2 IC50 = 61 nmol/L),其抑制活性相较于化合物20提高了近7倍。通过将苯环替换为吡啶酮结构引入α,β-不饱和酰胺,得到了化合物22(MNK1 IC50 = 60 nmol/L, MNK2 IC50 = 57 nmol/L),其对MNKs的抑制活性基本保持但亲脂性配体效率(LLE)和选择性均大大提高。在吡啶酮环的5位引入取代基以增强吡啶酮与Phe159之间的π-π相互作用,化合物23(MNK1 IC50 = 10 nmol/L,MNK2 IC50 = 19 nmol/L)的激酶抑制活性和细胞活性均显著提高。研究发现,当吡啶酮5位的取代基为甲基时,化合物的动力学选择性和效能提高之间处于最佳平衡状态,因此甲基取代基被保留在进一步的优化和鉴定中。未取代的4-氨基嘧啶能够维持与Met16之间的氢键并具有良好的理化性质,并且在吡啶酮缩醛胺部分引入螺环结构可以固定构象。基于以上研究结果得到了化合物eFT-508(MNK1 IC50 = 2.4 nmol/L, MNK2 IC50 = 1 nmol/L),其在肿瘤生长抑制率(TGI)和药代动力学/药效学(PK/PD)研究中都表现出优异的性质,且以剂量依赖的方式抑制MNKs的活性(图7)。eFT508可以减少TMD-8细胞中IL-6、IL-8和TNFα分泌,并降低这些细胞因子mRNA的稳定性。此外,eFT-508不会影响MNK1/2上游信号通路的激活状态。虽然eFT508在体外条件下对弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)和多发性骨髓瘤细胞系仅表现出较弱的抑制活性敏感性(IC50介于1 ~ 10 μmol/L之间),但在DLBCL细胞HBL-1和TMD-8异种移植模型中,口服给药1 mg/kg就可以显著抑制肿瘤的增殖,在乳腺癌细胞MDA-MD-231细胞的异种移植模型中也具有相似的抑制效52。在MycTg; KrasG12D肝细胞癌模型的研究中,用eFT-508治疗荷瘤小鼠会导致细胞毒性CD8+ T细胞数量显著增加。eFT508于2016年1月获批进入Ⅰ期临床试验,这是首个被批准用于治疗实体和血液恶性肿瘤的MNKs抑制剂。eFT-508目前正处在多个临床Ⅱ期试验中,包括微卫星稳定的实体瘤和淋巴瘤。2017年3月,eFT508被FDA认证为治疗DLBCL的孤儿药。Ⅰ期临床试验结果显示,eFT508具有良好的生物利用度,体内吸收速度快,tmaxt1/2分别为3 和9.7 h,且药物相关不良反应较轻。给药15 d后,病人外周血单个核细胞中eIF4E的磷酸化水平降低了85%。eFFECTOR Therapeutics在随后的2017-2020年公布了多篇eFT508结构类似物的专53-57,丰富了化合物的多样性。

Figure 7 Cocrystal structure of compound eFT-508 in MNK2 (PDB: 6CK6)

4.6 Selvita S.A.公司

2014年,Selvita S.A.公司通过小分子激酶库的筛选,报道了一类苯并氨基吡唑衍生物作为新型的选择性ATP竞争性MNKs抑制剂,它们中大多可以在低纳摩尔水平抑制MNK1和MNK2的活性。代表化合物SLV-2346(MNK1 IC50 = 10.8 nmol/L, MNK2 IC50 = 5.4 nmol/L)具有良好的选择性,并且可以在白血病、乳腺癌和前列腺癌等多种肿瘤细胞系中有效抑制eIF4E的磷酸化,且无细胞毒性现象。在胶质母细胞瘤和结直肠癌模型中,SLV-2346可以抑制eIF4E的磷酸化并显著减少肿瘤的生长和转

58。在后续的研究中,SLV-2346作为高效、选择性良好的工具化合物,在多种肿瘤细胞和异种移植模型中单独给药或者与靶向PI3K/mTOR或RAS/MEK途径的抑制剂联合使用都具有良好的抑制活性和药代动力学性质。例如,SLV-2346在急性髓性白血病(AML)模型中,可以显著抑制AML细胞中的eIF4E磷酸化并减少细胞凋亡,此外还可以与5'-氮杂胞嘧啶核苷和雷帕霉素联合使用在体外产生协同的抗白血病作59-60

4.7 其他类

近年来,具有多样骨架结构的MNKs抑制剂相继得到报道,并且随着对eFT508和ETC-206等化合物临床研究的进一步深入,国内的研发机构也在积极拓展具有相似骨架的化合物。南京天印健华医药科技有限公司在2018年公开了一系列氨基嘧啶类MNKs抑制剂,其中大多化合物都可以在低纳摩尔水平抑制MNKs的活性,其中代表化合物24(MNK1 IC50 = 2.7 nmol/L

61。2020年6月,上海迪诺医药科技有限公司公开了一类缩醛胺环为六元环的化合物结构,公开的化合物都具有良好的MNKs抑制作用,代表化合物25(MNK1 IC50 = 1.368 nmol/L, MNK2 IC50 = 1.194 nmol/L)和26(MNK1 IC50 = 0.949 nmol/L, MNK2 IC50 = 0.384 nmol/L62。诺沃斯达药业有限公司则将两个杂环之间的亚氨基环合,公开了一类多环化合物的结构,但其化合物对MNKs抑制活性的具体数据没有给出,代表化合物2763。本课题组也积极探索开发结构新颖活性更优的化合物,并在ETC-206结构的基础上进一步优化改造,于2020年公开了两篇专利,报道了咪唑并哒嗪和咪唑并吡啶两类化合物的结构,其中优选化合物对MNKs的抑制活性大大提高,并可以抑制多种肿瘤细胞系的增殖以及降低eIF4E的磷酸化水64-65

5 总结与展望

近年来,随着对MNKs在肿瘤的生长、增殖、凋亡和耐药性中重要作用的深入研究,MNKs抑制剂的开发取得了重大进展并显示出初步的临床效果,大量研究也揭示了MNKs在肿瘤免疫治疗和免疫细胞中的重要作用。本文综述了MNKs的结构、作用机制、信号转导途径及其与肿瘤的关系,并重点介绍了MNKs抑制剂的研究进展。这些研究机构在开发MNKs抑制剂方面的努力为进一步设计新型MNKs抑制剂提供了指导。尽管目前尚无靶向MNKs的药物上市,但作为调节mRNA翻译的关键激酶,其抑制剂在减少肿瘤的发生、转移、耐药和不良预后都发挥着重要的作用,还十分有望与包括CTLA-4和PD-1/PD-L1抑制剂在内的免疫治疗药物联合用药以达到更好的治疗效果。目前,除了几个进入临床的化合物外,还有多个小分子化合物处于临床前生物活性测试阶段,给药效果显著。总之,靶向MNKs以及开发有效的MNKs抑制剂具有十分广阔的发展前景。

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