大家生活中偶尔会发现:即使是生长在同一环境的同卵双胞胎,性格、健康等方面也会存在较大差异,这种现象或可用“表观遗传学”来解释。表观遗传学的概念最早在1942年由研究胚胎发育的英国生物学家沃丁顿(Conrad Waddington)正式提出[1]。
关于“表观遗传及其在细胞命运决定中的作用”一直是学术界争论的热点议题,此前饶毅教授等学术大牛也曾就该命题进行过公开辩论。即便如此,表观遗传异常是导致肿瘤发生的重要因素毋庸置疑。
其实,表观遗传学相关理论很早就被运用于药物开发过程。据不完全统计,截止目前全球上市的表观遗传学机制相关的药物有10余款,其中最广为人知的是DNMT抑制剂阿扎胞苷、地西他滨以及微芯生物研发的HDAC抑制剂西达本胺。
而EZH2虽然是表观遗传学的热门靶点之一,但直到2020年才有作用于该靶标的药物获批上市。近期,恒瑞医药的EZH2抑制剂SHR2554以近7亿美元总金额Lisence out给海外Biotech的消息,再次加深了公众对表观遗传学研究关注度。
EZH2(enhancer of zeste homolog)全称为“调味增强子同源物2”,属于PcG蛋白(Polycomb group protein)中关键成员之一, 也是pRC2(Polycomb Repressive Complex 2,多梳抑制复合体2)的核心亚基之一,具有组蛋白甲基化转移酶活性, 在表观遗传修饰过程中扮演重要角色[2]。
前列腺癌是一种高发的男性肿瘤。虽然手术、放化疗被广泛应用于早期列腺癌治疗,但是转移性前列腺癌仍然基本无法治愈。早在21世纪初,科学家通过基因表达谱分析发现,PcG蛋白中的调味增强子同源物2(EZH2)在激素难治性转移性前列腺癌中过度表达。
而靶向EZH2的小干扰RNA(siRNA)双链分子可以减少前列腺细胞中EZH2蛋白的量,并在体外抑制细胞增殖。在前列腺细胞中人为表达EZH2可以抑制特定基因转录。科学家推测EZH2的失调表达可能参与前列腺癌的进展,并将其作为区分惰性前列腺癌和高级别前列腺癌的生物标记物(biomarker)[2]。
虽然EZH2最初是在前列腺癌组织中发现,但是随着基础研究的不断推进,科学家后来又发现也在其他多种肿瘤中高表达,并逐渐成为抗肿瘤药物开发的重要靶点。与正常组织相比,肿瘤组织中往往发生EZH2表达的上调,且其表达水平与肿瘤的恶性程度呈正相关。
尤其是2002年Cao R等人在《Nature Genetics》上发表了一篇题为“Role of histone H3 lysine 27 methylation in Polycomb-group silencing”的文章,描述了EZH2作为Polycomb蛋白复合物的一个组成部分,能够在细胞核中对组蛋白H3K27进行甲基化修饰,并通过调节靶基因的表达来影响干细胞分化和发育[3]。研究人员通过筛选化合物库和结构优化,也顺势开发了诸多针对EZH2单靶点或多靶点在研药物。
国内在研EZH2项目
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[1] Seminars in Cell & Developmental Biology. Volume 14,Issue 5, October 2003, Pages 301-310.
[2] Nature.2002 Oct 10;419(6907):624-9.
[3] Science.2002 Nov 1 ; 298(5595):1039-43.
[4] J Med Chemactions.2014 Nov 26;57(22):9512-21.
[5] Lancet Haematol 2022, 9, e493-e503.
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