M525-針對混合譜系白血病（MLL）的新型抑制劑的應用

      混合譜系白血病 (Mixed Lineage Leukemia，MLL), 因其具有化療效果差、易復發、預后生存期短等特點，引起了科學家們的廣泛關注。Chowdhury T 等^[1]，研究發現 MLL 基因重排與 79% 的嬰幼兒白血病發生相關。成年人中，因 MLL 基因重排導致的急性髓系白血病(AML) 中的發生率約為 10％。如此高的發病率，使得深入研究 MLL 白血病的發病機制，對于白血病的防治有著至關重要的作用。

       研究表明^[2]，MLL 基因易位后，可與 60+ 種基因發生融合重排，編碼產生 MLL 融合蛋白。隨后 MLL 融合蛋白與 MEN1 基因所編碼的 menin 蛋白相互作用，促進 Hox、Meis1 和 Ezh2 等基因的表達，促進細胞的增殖，破壞造血干細胞的分化能力，最終導致急性白血病的發生。因此，干擾 MLL 融合蛋白與 menin 蛋白的相互作用可作為治療急性白血病的一個重要靶向。

       Wang S 等^[3]，基于藥物結構設計的原則，對已報道的可逆抑制劑 MIV-6 (1) 進行結構改造，最終獲得了一個不可逆 menin 共價抑制劑 M-525（圖1）。熒光偏振實驗表明，抑制劑 MIV-6 (1) 的 IC₅₀ 為185 nM，抑制劑 M-525的 IC₅₀ 為3.3 nM，活性提高了 55 倍左右。采用 MLL 融合基因的 MV4-11 細胞和無 MLL 融合基因的 HL60 細胞進行細胞增殖抑制實驗。實驗結果表明，抑制劑 M-525 對這兩株細胞的 IC₅₀ 分別為 2.7 nM 和 2.0 μM，選擇性相差高達 1350 倍。根據實驗結果，可以得出：M-525 是一種特異性強、選擇度高的 menin-MLL 相互作用抑制劑。

    圖1. Menin-MLL相互作用的抑制劑——MIV-6(1) 和 M-525 的結構式

（圖片來源：《Angew Chem Int Ed Engl.》）

       為了闡明化合物 M-525 與 menin 蛋白的作用方式，Wang S 等解析了共晶復合物（PDB：6B41），結果如圖 2 所示。首先，分子中的丙烯酰胺基團與 menin 蛋白上 Cys329 的硫原子形成共價鍵，環戊基上的氨基甲酸酯基團很好的嵌入 menin 蛋白的口袋，與 Tyr276 形成氫鍵，甲基與 Met278 和 Cys241 的側鏈形成疏水作用。苯環上的 F 原子伸入由 Met228, Met278 和 Leu177形成的疏水口袋。此外，質譜實驗進一步驗證了化合物 M-525 與靶蛋白 menin 的連接方式是共價結合。

圖2. M-525 與 menin的共晶結構，M-525 與 Cys329 形成共價鍵

（圖片來源：《Angew Chem Int Ed Engl.》）

      隨后，Wang S 等在 MLL 融合和無 MLL 融合的人急性白血病細胞株上測試了 M-525 的活性和選擇性。結果如圖 3 所示，在 MLL 融合的人急性白血病細胞株上，M-525 的 IC₅₀ 值達到了 2.3-31.3 nM。但是，在無 MLL 融合的人急性白血病細胞株上，M-525 的 IC₅₀ 值僅為 0.9-6.5 μM。綜上所述， M-525 是一個特異靶向 menin-MLL 相互作用的共價抑制劑。

圖3. M-525 對 MLL 融合或無 MLL融合 的急性白血病細胞株增殖抑制情況

（圖片來源：《Angew Chem Int Ed Engl.》）

參考文獻

[1] Chowdhury T, et al. Insights from clinicalstudies into the role of the MLL gene in infant and childhood leukemia. BloodCells, Molecules, and Diseases, 2008, 40(2): 192-199.

[2] De Braekeleer M, et al. The MLL gene andtranslocations involving chromosomal band 11q23 in acute leukemia. AnticancerResearch, 2005, 25(3B): 1931-1944.

[3] Wang S, et al. Design of the First-in-Class,Highly Potent Irreversible Inhibitor Targeting the Menin-MLL Protein-ProteinInteraction. Angew Chem Int Ed Engl. 2018, 57(6): 1601-1605.

小M 的小思考

MLL 型白血病診斷率較低，傳統的化學療法和骨髓移植 5 年存活率約為 35%。雖然研究人員已經投入了大量的人力物力來進行 MLL 的研究，但到目前為止，仍沒有尋找到有效的治療方式。Wang S 等，此次研究的關鍵意義在于第一次發現了特異靶向menin-MLL 相互作用的共價抑制劑 M-525。抑制劑 M-525 能夠顯著抑制 MLL 細胞的增殖，促進造血干細胞的分化。M-525 作為共價不可逆抑制劑，相較于可逆抑制劑具有活性強，選擇性高的優點，具有一定的開發優勢。

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