Nature：攻克30年挑战 靶向“无药可及”的癌症基因

在药物设计领域，K-Ras蛋白是一个传奇。作为人类癌症中最常见的突变癌基因，30多年来它一直位列在所有研究人员的“靶点”清单上。尽管如此的高调，由于许多的制药、生物技术公司和高校实验室都未能设计出一种能够成功靶向这一突变基因的药物，在科学界里K-Ras被视作是“无药可及”的靶点。

现在，来自加州大学旧金山分校霍华德休斯医学研究所（HHMI）的研究人员，鉴别并利用了K-Ras一个新发现的“阿喀琉斯之踵”（Achilles heel）。这一薄弱点就是HHMI研究人员Kevan M. Shokat和同事们在K-Ras上新发现的一个 “口袋”（结合位点）。Shokat和他的研究小组设计出了一种化合物，证实它可以进入到这一口袋里，抑制突变K-Ras的正常活性，但不会影响正常的蛋白。

Shokat 说：“人们将K-Ras视作是癌症中最重要的癌基因，并广泛认为它‘无药可及’。我们报告称发现了K-Ras上一个药物可及的新口袋。我们相信这对于患者将具有真正的转化意义。”

在发表于11月20日《自然》（Nature）杂志上的一篇研究论文中，Shokat研究小组描述了一种新型的化合物，其能够进入到K-Ras上一个从前未知的口袋中，干扰该酶的功能。Ras蛋白是一种在细胞内负责传送信号的小GTPase。由于它们在细胞生长和存活中发挥核心作用，对于细胞至关重要。

Ras这一名称也用于指代编码这些蛋白质的基因家族。其中的一个基因K-Ras大约30年前被发现，在30%的人类肿瘤，包括90%的胰腺癌、40%的结肠癌和20%的非小细胞肺癌中存在突变。携带Ras突变的癌症具有侵袭性，对标准治疗反应不佳。

尽管靶向突变Ras基因的研究工作一直遭受挫折，美国国家癌症研究所（NCI）近日强调将继续重视这一难对付的药物靶点，并宣布了一项1000万美元的RAS计划。这项计划将汇集研究人员共同开发阻断Ras的新思路，以激励研发出新药或新疗法让癌症患者受益。

Shokat的HHMI研究小组在大约6年前开始启动对Ras的研究工作。利用他们的化学专业知识，Shokat和两个研究小组成员：博士后研究人员Ulf Peters以及博士生Jonathan Ostrem拟定了一些早期的想法：研发一类新的Ras突变体抑制药物。“其中一些早期的策略行不通，”他说。

“我们不得不开发出一种新的筛选方法，其最终推动研发出了这一新抑制剂。”Shokat说当确定了他们的攻击范围时他们做了一些不一样的事情。他们将焦点缩小，专注于其他科学家们没有采用的策略。他们还选择了研究一种叫做G12C的K-Ras突变体，这种K-Ras突变体广泛存在于大约7%的肺癌患者中。

这一突变使得K-Ras蛋白中第12位的甘氨酸被半胱氨酸所替代。重要的是，这一半胱氨酸处在对Ras正常功能至关重要的一个位置。偏离从前的研究工作，Shokat和同事们没有试图靶向天冬氨酸和缬氨酸突变的Ras版本——这些突变相对常见，因此过去许多的科学家们都将焦点放在这些突变上。反之，他们挑选出了G12C突变体，因为这些Ras突变体影响了大批的肺癌和结直肠癌患者。

Shokat说，这一半胱氨酸所赋予的一些化学特性，为他的研究小组提供了一个独特的药物设计把柄。在20种天然氨基酸中半胱氨酸具有一种独特的能力：可以形成共价键。通常两个半胱氨酸之间形成共价键起稳定蛋白质结构的作用，但如果存在游离半胱氨酸，就如同G12C K-Ras，一种特别设计的药物就可以与这一半胱氨酸形成共价键。

Shokat说：“其他人一直认为他们必须去追逐所有的Ras突变体。我们寻找的是别人没有做过的，我们挑选出这一特殊突变是因为它的一些化学特性。”

在三年的时间里，该研究小组对500多个化合物进行了初步筛查，看看他们能否鉴别出一个可以与K-Ras G12C共价结合和“连接”的化合物。他们的研究导致鉴别出了一种有效的K-Ras抑制剂。为了获得这一化合物与K-Ras互作机制的更好图像，科学家们解析了这一化合物与K-Ras结合的晶体结构。

当他们检测数据时，Shokat和研究小组发现在靠近这一半胱氨酸残基的K-Ras蛋白表面上有一个之前从未描述过的口袋。Shokat说：“这个口袋是新发现的，此前从未有人找到它。”

通过进一步的调查，他们发现化合物是通过改变Ras与底物GTP的自然亲和力从而对其形成干扰的。“其中最重要的一个方面就是这一小分子只抑制突变K-Ras，而不影响正常蛋白，”Shokat说。

接下来的工作包括：继续优化这一化合物，进一步测试了解这一化合物在多大程度上能够杀死具有G12C突变的细胞。Shokat说他和同事们成立了一家叫做Araxes Pharma, LLC的公司，与强生的下属部门Janssen Biotech建立了合作关系，以开发出有潜力应用于临床的化合物。

人透明质酸结合蛋白(HABP)ELISA试剂盒 Human Hya]uronate binding protein,HABP ELISA试剂盒
人Ⅰ型胶原N末端肽(NTX)ELISA试剂盒  Human cross linked N-telopeptide of type Ⅰ collagen,NTX ELISA试剂盒
人幽门螺旋杆菌IgM(Hp-IgM)ELISA试剂盒  Human Helicobacter pylori IgM,Hp-IgM ELISA试剂盒
人细胞毒素相关蛋白A(CagA)ELISA试剂盒  Human Cytotoxin-associated protein,CagA ELISA试剂盒
人胃抑素(GIP)ELISA试剂盒  Human gastric inhibitory polypeptide,GIP ELISA试剂盒
人胃泌素释放多肽(GRP)ELISA试剂盒  Human gastrin-reliasing peptide,GRP ELISA试剂盒
人胃泌素释放肽前体(ProGRP)ELISA试剂盒 Human pro-gastrin-releasing peptide, ProGRP ELISA试剂盒
人胶原蛋白Ⅱ(HCBⅡ)ELISA试剂盒 Human Collagen-like Bioprotein Ⅱ,HCBⅡ ELISA试剂盒
人促胰液素/胰泌素(Secretin)ELISA试剂盒 Human Secretin ELISA试剂盒
人多肽YY(Peptide-YY)ELISA试剂盒 Human Peptide YY ELISA试剂盒
人促胃液素受体(GsaR)ELISA试剂盒 Human gastrin receptor,GsaR ELISA试剂盒
人胆囊收缩素/缩胆囊素八肽(CCK-8)ELISA试剂盒 Human cholecystokinin octapeptide,CCK-8 ELISA试剂盒
人胰蛋白酶原激活肽(TAP)ELISA  Human trypsinogen activation peptide,TAP ELISA试剂盒
人α1酸性糖蛋白(α1-AGP)ELISA试剂盒 Human α1-Acid glycoprotein,α1-AGP ELISA试剂盒
人内皮型一氧化氮合成酶3(eNOS-3)ELISA试剂盒 Human α1-Acid glycoprotein,α1-AGP ELISA试剂盒
人丙二醛(MDA)ELISA试剂盒 Human malondialchehyche,MDA ELISA试剂盒
人胰淀素(Amylin)ELISA试剂盒 Human Amylin ELISA试剂盒
人血管活性肠肽(VIP)ELISA试剂盒 Human Motilin,MTL ELISA试剂盒
人胆囊收缩素/肠促胰酶肽(CCK)ELISA试剂盒 Human cholecystokinin,CCK ELISA试剂盒
人Ⅲ型前胶原肽(PⅢNP)ELISA试剂盒 Human N-terminal procollagen Ⅲ propeptide,PⅢNP ELISA试剂盒
人Ⅱ型胶原(Col Ⅱ)ELISA试剂盒 Human Collagen Type Ⅱ,Col Ⅱ ELISA试剂盒
人Ⅰ型胶原(Col Ⅰ)ELISA试剂盒 Human Collagen Type Ⅰ,Col Ⅰ ELISA试剂盒
人Ⅰ型前胶原羧基端肽(PⅠCP)ELISA试剂盒 Human procollagen Ⅲ N-terminal peptide,PⅢNT ELISA试剂盒
人透明质酸(HA)ELISA试剂盒 Human Hyaluronic acid,HA ELISA试剂盒
人Ⅳ型胶原(Col Ⅳ)ELISA试剂盒 Human Collagen Type Ⅳ,Col Ⅳ ELISA试剂盒
人Ⅲ型胶原(Col Ⅲ)ELISA试剂盒 Human Collagen Type Ⅲ,Col Ⅲ ELISA试剂盒
人层连蛋白/板层素(LN)ELISA试剂盒  Human Laminin,LN ELISA试剂盒
人纤连蛋白(FN)ELISA试剂盒 Human Fibronectin,FN ELISA试剂盒
人纤连蛋白(FN)ELISA试剂盒 Human Fibronectin,FN ELISA试剂盒
人NOGO-A抗体(Nogo-A Ab)ELISA试剂盒 Human anti-Nogo-A antibody,NOGO-A Ab ELISA试剂盒
人抗组织转谷氨酰胺酶抗体IgA(tTG-IgA)ELISA试剂盒 Human Anti-tissue tranGSlutaminase IgA,tTG-IgA ELISA试剂盒
人抗存活素抗体/生存蛋白(Surv)ELISA试剂盒 Human anti-Survivin antibody,Surv ELISA试剂盒
人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子抗体(GM-CSF Ab)ELISA试剂盒 Human anti-Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor antibody,GM-CSF Ab ELISA试剂盒
人抗肌联蛋白抗体(TTN)ELISA试剂盒 Human Anti-titin Antibody,TTN ELISA试剂盒
人抗突触前膜抗体(PsmAb)ELISA试剂盒 Human anti-presynaptic membrane antibody,PsmAb ELISA试剂盒
人血管紧张素Ⅱ受体2抗体(AT2R-Ab)ELISA试剂盒  Human Angiotensin Ⅱ Receptor 2 antibody,AT2R-Ab ELISA试剂盒
人血管紧张素Ⅱ受体1抗体(ATⅡR1)ELISA试剂盒  Human angiotension Ⅱ receptor 1 Antibody,ATⅡR1 Ab ELISA试剂盒
人血管紧张素Ⅰ受体抗体(ANG-ⅠR)ELISA试剂盒 Human angiotension I receptor Antibody,ANG-ⅠR antibody ELISA试剂盒
人卵清蛋白特异性IgG(OVA sIgG)ELISA试剂盒  Human ovalbumin specific IgG,OVA sIgG ELISA试剂盒
人抗钙调素特异抗体(CAM-ab)ELISA试剂盒 Human anti-calmodulin specific antibody,CaM-ab ELISA试剂盒
人甲状腺非肽激素抗体(THAA)ELISA试剂盒  Human thyroid hormone autoantibodies,THAA ELISA试剂盒
人抗类固醇生成细胞抗体(SCA)ELISA试剂盒  Human steroid producing cell autoantibody,SCA ELISA试剂盒
人粒细胞特异性抗核抗体(GS-ANA)ELISA试剂盒  Human granulocyte specific antinuclear antibody,GS-ANA ELISA试剂盒
人抗信号识别颗粒抗体(SRP)ELISA试剂盒  Human signal recognization particle antibody,SRP ELISA试剂盒
人封闭抗体(BA)ELISA试剂盒 Human Blocking antibody,BA ELISA试剂盒
人抗细胞膜DNA抗体(cmDNA)ELISA试剂盒 Human anti-cell membrane DNA antibody,cmDNA ELISA试剂盒
人抗钙蛋白酶抑素抗体(ACAST-DⅣ)ELISA it Human autoantibodies against the C-terminal domain Ⅳ,ACAST-DⅣ ELISA试剂盒
人卵清蛋白特异性IgE(OVA sIgE)ELISA试剂盒 Human ovalbumin specific IgE,OVA sIgE ELISA试剂盒
人抗核仁纤维蛋白抗体(AFA/snoRNP/U3RNP)ELISA试剂盒  Human anti-fibrillarin antibody,AFA/snoRNP/U3RNP ELISA试剂盒
人系统性红斑狼疮(SLE)ELISA试剂盒  Human systemic lupus erythematosus,SLE ELISA试剂盒
人抗神经节苷脂抗体(GM1)ELISA试剂盒 Human anti-ganglioside antibody,GM1 ELISA试剂盒
人抗髓鞘相关糖蛋白抗体(MAG Ab)ELISA试剂盒  Human anti-myelin associated glycoprotein antibody,MAG Ab ELISA试剂盒
人抗中性粒细胞颗粒抗体(ANGA)ELISA试剂盒 Human anti-neutrophil granules antibody,ANGA ELISA试剂盒
人抗中性粒细胞抗体(ANA)ELISA试剂盒  Human anti-neutrophil antibody,ANA ELISA试剂盒
人抗载脂蛋白抗体A1(Apo A1)ELISA试剂盒  Human anti-apolipoprotein A1 antibody,Apo A1 ELISA试剂盒
人抗胰岛素受体抗体(AIRA)ELISA试剂盒  Human anti-insulin receptor antibody,AIRA ELISA试剂盒
人抗胃壁细胞抗体(AGPA/PCA)ELISA试剂盒  Human anti-gastric parietal cell antibody,AGPA/PCA ELISA试剂盒
人抗网硬蛋白抗体(ARA)ELISA试剂盒  Human anti-gastric parietal cell antibody,AGPA/PCA ELISA试剂盒
人抗网硬蛋白抗体(ARA)ELISA试剂盒  Human anti-Reticulin antibody,ARA ELISA试剂盒
人抗突变型瓜氨酸波形蛋白抗体(MCV)ELISA试剂盒  Human anti-mutated citrullinated vimentin antibody,MCV ELISA试剂盒
人抗髓磷脂抗体IgA(AMA IgA)ELISA试剂盒  Human anti-myelin antibody IgA,AMA IgA ELISA试剂盒
人抗突变型瓜氨酸波形蛋白抗体(MCV)ELISA试剂盒  Human anti-myelin antibody IgA,AMA IgA ELISA试剂盒
人抗髓磷脂抗体IgA(AMA IgA)ELISA试剂盒  Human anti-myelin antibody IgA,AMA IgA ELISA试剂盒
人抗腮腺管抗体(anti-parotid duct Ab)ELISA试剂盒  Human anti-parotid duct antibody ELISA试剂盒
人抗软骨抗体(anti-cartilage-Ab)ELISA试剂盒  Human anti-cartilage-antibody ELISA试剂盒
人抗人绒毛膜促性腺激素抗体(AhCGAb)ELISA试剂盒  Human anti-chorionic gonadotropin-antibody,AhCGAb ELISA试剂盒
人抗染色体抗体(anti-chromosome Ab)ELISA试剂盒  Human anti-chorionic gonadotropin-antibody,AhCGAb ELISA试剂盒
人抗脑组织抗体(ABAb)ELISA试剂盒  Human anti-brain tissue antibody,ABAb ELISA试剂盒
人抗麦胶蛋白/麦醇溶蛋白抗体(AGA)ELISA试剂盒  Human anti-gliadin antibody,AGA ELISA试剂盒
人抗磷脂酰丝氨酸抗体(APSA)ELISA试剂盒  Human Anti-phosphatidyl serine antibody,APSA ELISA试剂盒
人抗磷壁酸抗体(TA)ELISA试剂盒  Human anti-teichoic acid antibody,TA ELISA试剂盒
人抗淋巴细胞毒抗体(ALA/LCA)ELISA试剂盒  Human anti-lymphocytotoxic antibody,ALA/LCA ELISA试剂盒
人抗巨噬细胞抗体(anti-macrophage Ab)ELISA试剂盒  Human anti-macrophage antibody ELISA试剂盒
人抗甲状腺过氧化物酶抗体(TPO-Ab)ELISA试剂盒  Human anti-Thyroid-Peroxidase antibody,TPO-Ab ELISA试剂盒
人抗红细胞抗体(RBC)ELISA试剂盒  Human anti-red cell antibody ELISA试剂盒
人28S抗核糖体抗体(28S rRNP)ELISA试剂盒  Human 28S ribosome RNP antibody,28S rRNP ELISA试剂盒
人抗核仁抗体(ANA)ELISA试剂盒  Human anti-nucleolus antibody,ANA ELISA试剂盒
人抗核膜糖蛋白210抗体(gp210)ELISA试剂盒  Human Anti-glucoprotein 210,GP210 ELISA试剂盒
人抗肝细胞胞质1型抗体(LC1)ELISA试剂盒  Human anti-liver cytosolantibody type 1,LC1 ELISA试剂盒
人抗肺泡基底膜抗体(ABM-Ab)ELISA试剂盒  Human alveoli basement membrane zone antibody,ABM-Ab ELISA试剂盒
人抗胸腺细胞球蛋白(ATG)ELISA试剂盒  Human anti-thymocyte globulin,ATG ELISA试剂盒
人抗表皮细胞基底膜抗体(EBMZ)ELISA试剂盒  Human epidermal basement membrane zone,EBMZ ELISA试剂盒
人抗中性粒/中心体抗体(ACA)ELISA试剂盒  Human anti-centrol and centrosome antibody,ACA ELISA试剂盒