河马通路？3款已进入临床，这个癌症治疗新靶点你必须了解一下！
来源：博药/费翔
目前，癌症依然是严重威胁人类健康的重大疾病之一。众所周知，肿瘤的发生和癌症的发展往往与细胞增殖和细胞凋亡的失衡有关。
有这样一条信号通路，能控制细胞生长并刺激细胞凋亡。
这条通路便是河马信号通路（Hippopathway）。
一、河马信号通路简介
鉴于河马信号通路在癌症发展中的重要意义，近年来学术界和工业界付出了巨大努力来寻找针对河马信号通路进行治疗干预的有效方法。
两家风险投资支持的肿瘤学初创公司VivaceTherapeutics(CEO乔爽博士在创立Vivace之前曾担任药明康德创投的董事总经理)和NivienTherapeutics（哈佛辍学的Horwitz创立主要开发激酶抑制剂）正在积极开发针对河马通路的新药。
Vivace的共同科学创始人圣地亚哥加州大学管坤良教授是河马信号通路研究领域的杰出领*人物之一。他的研究小组阐明了Hippo通路激酶链调控YAP/TAZ的分子机制，发现了TEAD家族作为Hippo通路的关键转录因子及GPCR信号通路、能量水平等信号对Hippo通路有着调控作用，并阐明了Hippo信号通路在癌症中的基础和临床意义等。
图1河马信号通路示意图
图片来源：新加坡分子与细胞生物学研究院院长洪万进教授论文
如上图所示，河马信号通路被激活，YAP1（Yes-associatedprotein1）会被LATS1/2磷酸化并留在细胞质中，在那里它与14-3-3α蛋白结合，然后被泛素蛋白体系统分解。
相反，当河马信号通路上游的激酶STK3/STK4(MST1/2)和LATS1/2未被激活时，未被磷酸化的YAP迁移到细胞核，与TEA域转录因子（TEAD1-4）结合，通过与DNA结合调节下游基因的表达，如CTGF，激活癌症干细胞的增殖。
最近学术界也不断有新的发现：JACS去年报道了针对包括NF-kappaB等转录蛋白的TF-PROTAC降解剂的可能性。
图2转录因子(TF)是治疗包括癌症在内的人类疾病的主要治疗对象。TF-PROTAC提供了实现转录因子蛋白靶点的选择性降解的平台，也有望成为针对大多数不可成药转录因子靶点比如TEAD的通用战略。
图片来源:参考资料
Science今年5月以Chromatinprofilesclassifycastration-resistantprostatecancerssuggestingtherapeutictargets为题报道了转录共激活因子YAP和TAZ的抑制剂可用于治疗患有一些无药可治的前列腺癌。
图3分子分类揭示了YAP-TEAD可成为新的抗癌药物靶点
图片来源:参考资料
二、河马通路下游的药物靶点：YAP-TEAD
河马通路是由多个保守激酶组成的，其中YAP(Yesassociatedprotein)是通路的主要效应因子。YAP缺少与DNA结合的区域，其主要通过与DNA启动子区域相结合的转录因子结合来促进DNA转录过程。YAP和TAZ通常情况下通过与TEADs(TEAdomaintranscriptionfactors)结合形成YAP-TEAD复合体。
图4YAP-TEAD1复合体示意图
图片来源:作者绘制
图5近几年文献及专利报道的TEAD抑制剂
图源：作者整理
YAP和TEAD的过度表达成为不同类型癌症的标志，包括胃癌、结直肠癌、乳腺癌和前列腺癌。
TEAD的N端区域与DNA识别有关，而C端区域则与YAP结合。YAP-TEAD的结合界面有三个部分（界面1：YAPβ1的β链，界面2：YAPα1的α螺旋，界面3：YAPΩ-环的扭曲线圈结构），产生蛋白质相互作用（PPI）。YAP的三个部分虽然对TEAD-YAPPPI的强度有不同的贡献，但它们都对TEAD-YAP复合物的高亲和力负责。最近已经报道了针对每个界面的小分子抑制剂的开发。
TEAD也有一个棕榈酸酯结合的棕榈酰化口袋，其中棕榈酰化发生在TEAD的Cys上（TEAD1C，TEAD2C）。棕榈酸酯结合后，TEAD和YAP的结合被削弱，YAP的活性被抑制，这影响了细胞极性的调节。一些研究小组已经针对TEAD的棕榈酰化口袋探索共价和非共价抑制剂。
三、靶向河马通路新药研究进展
Hippo作为癌症抑制通路，在以上游激酶为靶点的挑战是需要设计成激动剂，所以更好的选择是寻找YAP-TEAD蛋白蛋白相互作用的抑制剂（PPIinhibitors）。
这也是多个制药公司的选择：罗氏的多肽PPI抑制剂Peptide17，法国Inventiva制药的小分子抑制剂patentex22，美国波士顿麻省总院设计的抑制剂MCH-CP1。当然也有直接共价结合TEAD蛋白的小分子：基因泰克和药明康德合作的example52，印第安纳大学基于天然物TED改造的TED和日本Kirin制药的K-。
以共价抑制剂K-为例，结晶显示它与TEAD1深袋中的Cys结合，在动物模型中口服mg/kg的K-，与药物治疗相比，能抑制肿瘤生长。IkenaOncology的两项专利申请披露了TEAD棕榈酰化抑制剂，包括非化合物磺胺I-27和以3-溴二氢异噁唑为弹头的共价抑制剂I-。
除了标记棕榈酰化口袋的抑制剂外，还有一些小分子针对YAP1-TEAD结合界面。如化合物17（WOA1）和CPD3.1（J.Med.Chem.）都是针对TEAD1的Glu附近的界面3；化合物22（AtomwiseAIMS）和BY03（韩国BaobabAiBIO公司,）则针对YAP1Phe69的热点残基周围的药物口袋。
图6YAP-TEAD蛋白质相互作用示意图及各个药物靶点的位置分布及以报道的代表化合物
图片来源:作者整理
除此之外，作为高风险高回报的first-in-class药物，目前有三个靶向TEAD-YAP的药物进入临床一期：Ionis制药公司的反义寡核苷酸抑制剂ION（NCT）另外两个未公布结构的小分子抑制剂是来自Vivace公司的VT（NCT）用于治疗实体瘤，以及诺华的专利化合物（WO324A1）IAG（NCT）用于治疗神经瘤。
最后附上用于实验可以购买到的靶向YAP-TEAD商用小分子：
参考资料：
1.新专利加强公司在靶向河马途径抗癌方面的优势