INTRODUCTION
•
✦
研究介绍
✦
•
研究背景
Background
BCL2蛋白:首个被确认的内在凋亡调节蛋白,其过度表达与多种血液肿瘤的发生发展有关;BCL2介导的凋亡信号通路的阻断对癌细胞的存活是有益的;因此,通过小分子抑制剂破坏BCL2与促凋亡蛋白之间的关联以促进凋亡,长期以来一直是癌症治疗的一个有吸引力的策略。
Venetoclax:作为首个BCL2抑制剂,它破坏了BCL2与促凋亡蛋白之间的相互作用,促进了恶性细胞的凋亡。Venetoclax是复发性慢性淋巴细胞白血病治疗的主要手段,并且在多项临床试验中正在被研究用于治疗各种癌症,但耐药性问题限制了其应用。
研究目的
Objectives
在用Venetoclax治疗后复发的患者中,经常观察到BCL2的G101V突变,并且可以通过干扰化合物结合来克服Venetoclax的耐药性。因此,迫切需要开发下一代BCL2抑制剂以克服药物耐药性。在本研究中,作者发现sonrotoclax,一种强效且选择性的BCL2抑制剂,在各种血液癌细胞中展现出比Venetoclax更强的细胞毒性,并且在多种血液肿瘤模型中对肿瘤生长的抑制更明显。
METHODS
•
✦
研究方法
✦
•
研究亮点
1 | 蛋白质纯化(Protein purification):人类BCL2蛋白被表达并纯化,所有突变体通过定点突变系统生成,并通过与野生型BCL2相似的方法进行纯化。 |
2 | 表面等离子共振(SPR, Surface Plasmon Resonance):在Biacore 8K系统上进行SPR实验,测量sonrotoclax和venetoclax对His标签BCL2及其变体的结合动力学。使用HBS-N缓冲液,通过调整pH和离子浓度,以特定流速使药物在传感器芯片上流动,计算KD值。 |
3 | 细胞活性测定: 使用CellTiter-Glo试剂检测细胞活性。细胞经化合物处理后,加入试剂混合并孵育,以产生量化ATP和细胞数量的发光信号。IC50值通过GraphPad Prism软件分析得出(Figure 1) |
4 | 异种移植模型(Xenograft model):购买了雌性NCG小鼠,将肿瘤细胞注射至其右侧腹部,根据肿瘤大小和体重进行分组。分组后,小鼠每天接受venetoclax或sonrotoclax的口服治疗,药物溶于特定比例的丙二醇、聚乙二醇和乙醇。定期测量肿瘤大小和体重,评估治疗效果。研究期间,监测小鼠的临床反应,并用统计方法比较两种药物对肿瘤体积的影响。 |
Figure 1. Sonrotoclax is a second-generation BCL2 inhibitor with superior potency and selectivity
Figure 2. Molecular mechanism of the interaction between BCL2 and sonrotoclax
FINDINGS
•
✦
研究发现
✦
•
基本信息描述
1 | 晶体结构分析:通过晶体结构分析揭示了sonrotoclax通过新的结合模式克服G101V突变引起的venetoclax耐药性;由于G101V突变,E152的侧链旋转,这影响了venetoclax的结合,导致药物亲和力下降,从而引起对venetoclax的抗性。然而,sonrotoclax由于其与BCL2的结合方式不同,似乎不受这种构象变化的影响,因此能够保持对G101V突变体的高亲和力(Figure 3) |
2 | Sonrotoclax在不同的血液癌细胞和异种移植模型中展现出比venetoclax更强的效力 2.1细胞活性比较:研究者比较了sonrotoclax和venetoclax在RS4;11细胞中破坏BCL2:BIM复合体的能力。结果显示,sonrotoclax的IC50值为3.9 nM,比venetoclax强约5倍。 2.2 细胞凋亡标志物:Sonrotoclax在诱导细胞凋亡标志物方面比venetoclax有效6到10倍,包括caspase激活、磷脂酰丝氨酸外化和sub-G0/G1期DNA积累。 2.3 跨细胞系的细胞毒性:在多种淋巴瘤和髓系白血病细胞系中,包括MV4-11(急性髓系白血病[AML])、MAVER-1(套细胞淋巴瘤[MCL])和Toledo(弥漫大B细胞淋巴瘤[DLBCL])中,sonrotoclax显示出比venetoclax更强的细胞毒性。 2.4 机制研究:使用对BCL2抑制敏感的KMS-12-PE细胞进行的机制研究表明,凋亡下游介质BAK和BAX的缺失,使得sonrotoclax和venetoclax都无法杀死细胞。这表明两种化合物都通过靶向BCL2介导的抗凋亡途径来杀伤细胞。 2.5 体内药效学和药代动力学:在RS4;11异种移植小鼠模型中评估了sonrotoclax的体内药效学和药代动力学。单剂量治疗后,sonrotoclax在肿瘤中诱导的caspase-3裂解比venetoclax更强,表明sonrotoclax在体内诱导细胞凋亡的效力更强。 2.6 疗效研究:每天口服sonrotoclax低剂量5 mg/kg在治疗后第14天产生了98%的肿瘤生长抑制(TGI)率,显著高于相同剂量的venetoclax(67%);在15 mg/kg的更高剂量下,venetoclax最初导致肿瘤迅速缩小,但在治疗21天后肿瘤复发。相比之下,sonrotoclax不仅显著抑制了肿瘤生长,还将肿瘤复发延迟到第39天(Figure 4) 2.7 组合疗法的潜力:sonrotoclax与第二代BTK(布鲁顿氏酪氨酸激酶)抑制剂zanubrutinib的组合,在JeKo-1异种移植模型中显示出比单一药物更强的抗肿瘤活性,表明sonrotoclax在组合疗法中的潜在应用。 |
Figure 3.Crystal structure of the BCL2 G101V mutant in complex with sonrotoclax
Figure 4. Sonrotoclax is more efficacious than venetoclax in both cancer cells and xenograft mouse models
DISCUSSION
•
✦
研究讨论
✦
•
研究意义
1 | 克服耐药性:sonrotoclax为克服venetoclax耐药性提供了新的策略,尤其对G101V突变的BCL2具有显著效果。 |
2 | 治疗潜力:作为潜在的第二代BCL2抑制剂,sonrotoclax在治疗其他BCL2变异体的血液肿瘤方面也展现出了广泛的应用前景。 |
PROFILE
刘雪松
上海科技大学
研究方向:肿瘤分子遗传与免疫基因组学
研究内容: 实验室方向是从基因组DNA变异角度研究肿瘤发生以及演化的规律,寻找预测肿瘤临床表现的标志物,并设计针对性的治疗策略。
参考文献
[1] Sonrotoclax overcomes BCL2 G101V mutation–induced venetoclax resistance in preclinical models of hematologic malignancy[J].Blood, 2024, 143(18):1825-1836. DOI:10.1182/blood.2023019706.
END
文案 | Mehta
排版 | Mehta
审核 | Mehta
发布|姜笑南
世界生命科学大会
RECRUIT
关注我们,获取生命科学
学界前沿|促进更多的学术交流与合作
业界前沿|促进更快的产品创新与应用
政策前沿|促进更好的治理实践与发展