編者按
這兩天微信朋友圈最火的關(guān)鍵詞當(dāng)屬電影“我不是藥神”，徐崢的這部新作打動(dòng)了許多觀影者的心，許多人看到最后泣不成聲。圈內(nèi)外的人對(duì)該劇評(píng)價(jià)甚高，許多人評(píng)論該劇是2018年暑期最佳，一向比較苛刻的豆瓣電影，該片的評(píng)分也高達(dá)9.0（高于本片的國(guó)產(chǎn)電影只有“霸王別姬”、“大話(huà)西游”、“無(wú)間道”）。圍繞這個(gè)話(huà)題衍生出許多話(huà)題：如何讓低收入者用上保命的抗癌藥、如何保證藥企合理利益不受損害。
電影中徐崢走私的仿制藥，其現(xiàn)實(shí)的原型是瑞士諾華（Novartis）公司開(kāi)發(fā)的藥物格列衛(wèi)/Gleevec，用于治療慢性粒細(xì)胞白血病CML。 CML是因?yàn)榘准?xì)胞染色體出現(xiàn)translocation，出現(xiàn)所謂的“費(fèi)城染色體”（產(chǎn)生融合基因BCR-ABL1），導(dǎo)致ABL1 tyrosine kinase持續(xù)激活。Gleevec 就是首個(gè)針對(duì)tyrosine kinase開(kāi)發(fā)的靶向抗癌藥，比較高的特異性抑制ABL1活性而用于治療CML白血病。
Gleevec于2001年獲批上市，其研發(fā)是一部漫長(zhǎng)的歷史：45年年前，P. Nowell, D. Hungerford于1956年發(fā)現(xiàn)費(fèi)城染色體；20年前，Novartis啟動(dòng)研發(fā)激酶抑制劑的項(xiàng)目。這期間出現(xiàn)數(shù)個(gè)與之相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)（RSV/1966年、Reverse transcriptase/1975年、oncogene/1989年）、Lasker獎(jiǎng)成果（2009年）。Gleevec從發(fā)現(xiàn)靶點(diǎn)到獲批上市，整整耗費(fèi)了50年的時(shí)間，累計(jì)投資超過(guò)了50億美元！研發(fā)歷程曲折坎坷，數(shù)次險(xiǎn)遭夭折，整個(gè)過(guò)程堪稱(chēng)一部驚心動(dòng)魄的歷史，有興趣的讀者可以參考著名作家Jessica Wapner的書(shū)（電子書(shū)可在http://gen.lib.rus.ec下載）。
Gleevec除了可以靶向用于治療CML白血病外，Rockefeller大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)它對(duì)阿爾茲海默癥（Alzheimer disease）也有潛在的療效。Gleevec可以通過(guò)間接抑制secretase的活性而抑制amyloid-βpeptides的產(chǎn)生，從而延緩疾病進(jìn)程，相關(guān)成果發(fā)表在著名學(xué)術(shù)期刊PNAS。
關(guān)鍵詞：CML、慢性髓系白血病、格列衛(wèi)Gleevec、阿爾茲海默癥、amyloid-βpeptides
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研究思路
阿爾茲海默癥（AD）是嚴(yán)重威脅人類(lèi)生活質(zhì)量的神經(jīng)退行性疾病，而Neurotoxic amyloid-β peptides (Aβ)的積累被認(rèn)為是主要病因之一，這些肽段由 β-secretase (BACE) and γ-secretase 催化切割amyloid前體蛋白（APP）而形成。因此開(kāi)發(fā)BACE特異性的抑制劑是AD藥物研發(fā)的一個(gè)方向，然而體內(nèi)有超過(guò)70多個(gè)BACE的潛在底物，如何保持藥物的特異性是其中的難點(diǎn)。在本文中，研究人員發(fā)現(xiàn)Gleevec處理后，可有促使APP前提蛋白切割由β cleavage轉(zhuǎn)為nonamyloidogenic cleavage，抑制導(dǎo)致AD的Aβ的積累。
研究人員發(fā)現(xiàn)Gleevec處理小鼠N2a Swe細(xì)胞后， 胞內(nèi)9 KDa的α-CTF含量增加，因?yàn)棣?secretase和BACE活性往往呈拮抗效應(yīng)，隨后的實(shí)驗(yàn)證明，而這又是因?yàn)锽ACE活性降低導(dǎo)致（圖 1）。
圖 1Gleevec處理小鼠N2aSwe細(xì)胞后，
抑制BACE而導(dǎo)致α-CTF積累
在小鼠N2a695細(xì)胞中，Gleevec和BACE 抑制劑（IV）導(dǎo)致APP-CTFs具有類(lèi)似的切割模式，都能夠誘導(dǎo)141氨基酸大小的CTF141產(chǎn)物。分別用 Gleevec、IV處理細(xì)胞后，檢測(cè)secretase切割A(yù)PP后的游離的N端產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)IV處理顯著抑制APPβ產(chǎn)物，增加APPα；但是Gleevec處理卻不增加APPα產(chǎn)物，反而高濃度處理會(huì)一定程度抑制APPα產(chǎn)物（圖 2）。BACE有眾多的底物，這也是開(kāi)發(fā)針對(duì)BACE為靶點(diǎn)藥物的難點(diǎn)，作者比較了Gleevec對(duì)已知幾個(gè)BACE底物（L1CAM，Sez6）的的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Gleevec并不影響這BACE對(duì)這幾個(gè)底物的切割，表現(xiàn)一定對(duì)特異性。
圖 2Gleevec抑制BACE加工APP
因?yàn)镚leevec難以在大腦中累計(jì)至有效的濃度，因此研究人員篩選了一些結(jié)構(gòu)類(lèi)似物，其中之一就是DV2-103。該化合物可以在小鼠大腦中積累較高的濃度（30mg/Kg腹腔給藥4小時(shí)后，大腦中有效濃度達(dá)到10uM）。雖然DV2-103并不具備Gleevec激酶抑制劑活性，但卻可以和Gleevec具有類(lèi)似的APP切割 partern，同時(shí)抑制Aβ40的累積。更重要的是腹腔給藥4小時(shí)后就能夠顯著降低小鼠大腦中Aβ的水平（圖 3）。
圖 3Gleeve的類(lèi)似物DV2-103對(duì)APP代謝的影響
接下來(lái)研究人員調(diào)查參與哪些protease參與Gleevec、DV2-103誘導(dǎo)的APP切割。因?yàn)槿鯄A性的Gleevec進(jìn)入細(xì)胞后大多聚集在lysosomes中，研究人員猜測(cè)Gleevec影響APP切割和lysosomes的pH有關(guān)。作者用vacuolar ATPase抑制劑bafilomycin A1處理細(xì)胞后，APP的C端酶切產(chǎn)物C141消失。用堿性時(shí)間氯化銨處理增加胞內(nèi)pH，同樣抑制Gleevec誘導(dǎo)的APP切割。最后提取Gleevec處理后細(xì)胞的lysosome后，發(fā)現(xiàn)Gleevec誘導(dǎo)的APP切割位于lysosomes中（圖 4）。
圖 4胞內(nèi)酸性環(huán)境對(duì)Gleevec誘導(dǎo)的APP切割是必須的
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小結(jié)
2001年美國(guó)FDA批準(zhǔn)Gleevec上市，標(biāo)志著化療藥進(jìn)入了靶向治療的時(shí)代。而激酶抑制劑也成為藥物公司研發(fā)的熱點(diǎn)，帶動(dòng)了一大批相關(guān)藥物的研發(fā)。Gleevec的成功本身就是一部傳奇，而關(guān)于Gleevec的未知之謎還很多，這里所介紹的可以延緩阿爾茲海默癥的成果只是其中之一。由此管中窺豹，我們了解到通過(guò)蛋白質(zhì)翻譯后修飾（磷酸化）、蛋白質(zhì)加工（酶切）參與眾多重要生物學(xué)過(guò)程，行使重要的生物學(xué)職能。
如2018年6月，Nature雜志發(fā)表研究成果，研究人員通過(guò)量化 3301 名健康個(gè)體血漿中的 3622 種蛋白質(zhì)，發(fā)現(xiàn) 1478 種蛋白質(zhì)與基因組區(qū)域（pQTLs）之間的 1927 種關(guān)聯(lián)——其中 89% 是以前不為人知的，成功繪制出人類(lèi)血漿蛋白質(zhì)組遺傳圖譜。該研究通過(guò)特定蛋白質(zhì)將遺傳因素與疾病聯(lián)系起來(lái)，意味著潛在的治療靶點(diǎn)，也可指導(dǎo)現(xiàn)有藥物用于治療新的疾病，或預(yù)測(cè)正開(kāi)發(fā)藥物的潛在安全性問(wèn)題（詳情請(qǐng)點(diǎn)擊：Nature重磅：人類(lèi)血漿蛋白質(zhì)組遺傳圖譜公開(kāi)）
同樣的，北京大學(xué)王初教授課題組利用點(diǎn)擊化學(xué)結(jié)合定量化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，揭示中藥黃芩中活性分子黃芩苷Baicalin作為別構(gòu)調(diào)控分子，激活線粒體中脂肪酸代謝關(guān)鍵酶Carnitine Palmitoyltransferase （CPT），加速脂肪酸代謝而延緩因能量攝入過(guò)多導(dǎo)致的肥胖，該研究成果發(fā)表在在著名期刊PNAS上（詳情請(qǐng)點(diǎn)擊：Midas Touch--蛋白組學(xué)揭示中藥黃芩降脂作用的分子機(jī)制）。
6月，頂尖學(xué)術(shù)期刊CELL上刊登了Salk Institute的一項(xiàng)研究成果， Ronald Evans教授及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種通過(guò)保護(hù)β細(xì)胞治療糖尿病的潛在新方法，維生素D在核內(nèi)和其受體（VDR）結(jié)合后，阻止VDR和BRD9（識(shí)別賴(lài)氨酸乙酰化）蛋白的結(jié)合，促進(jìn)抗炎基因轉(zhuǎn)錄而保護(hù)β細(xì)胞，起到延緩疾病進(jìn)程的作用。同樣通過(guò)BRD9抑制劑也能起到類(lèi)似的作用。該研究表明了蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTM）在糖尿病中的調(diào)控作用，為藥物研發(fā)提供新思路。（詳情請(qǐng)點(diǎn)擊：《Cell》：維生素D或可延緩糖尿病--通過(guò)和受體結(jié)合促進(jìn)抗炎基因表達(dá)）
景杰生物提供的高通量蛋白質(zhì)(修飾)組學(xué)解決方案，以一站式蛋白質(zhì)組學(xué)及修飾組學(xué)解決方案與高靈敏度的修飾類(lèi)抗體，助力靶點(diǎn)篩選、新藥精準(zhǔn)研發(fā)、疾病診斷等研究運(yùn)用。我們相信，與蛋白質(zhì)修飾、加工的領(lǐng)域會(huì)成為生物學(xué)、醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)，相關(guān)的研究突破會(huì)越來(lái)越多。
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參考文獻(xiàn)
1，William J. Netzer ,et al., 2017, Gleevec shifts APP processing from a β-cleavage to a nonamyloidogenic cleavage，PNAS114，1389-1394
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