-01-
引言:MYC——癌症研究的“圣杯”
MYC基因家族在癌症研究中的地位犹如人类基因图谱中的“珠峰”——既令人向往,又充满艰险。自1979年首次被发现以来,无数科学家为攻克这个驱动70%以上人类癌症的“终极致癌基因”耗尽毕生心血。
MYC基因家族由三个成员组成:c-MYC、N-MYC和L-MYC。这些基因编码的蛋白质作为转录因子,能够结合到DNA的特定序列上,调控下游基因的表达。这种调控能力使得MYC在细胞增殖、分化、代谢等多个方面发挥着至关重要的作用。
尽管MYC在癌症中的重要性不言而喻,但开发针对MYC的药物一直面临着巨大的挑战。因为从结构上它没有明确的结合口袋,而且其通过蛋白质-蛋白质之间的相互作用而发挥作用,为活性药物提供了更少的机会。此外,MYC也在细胞核中发挥作用,调控了一系列信号途径,阻断可能带来很多的毒性问题。这些独特的生物学特性让MYC长期被贴上“不可成药”标签,但近年研发突破正使得这一困境出现历史性拐点。
-02-
MYC在癌症中的作用
在正常生理条件下,MYC的表达受到严格的调控,以确保细胞功能的正常运行。然而,在癌症中,MYC的表达常常失去控制,导致细胞增殖失控、代谢紊乱等一系列问题。这种异常的MYC表达被认为是癌症发生和发展的重要驱动力之一。
MYC在癌症中的作用主要体现在以下几个方面:
1. 促进细胞增殖
MYC能够激活与细胞增殖相关的基因表达,如细胞周期蛋白和CDK激酶等。这些基因的表达增加会导致细胞周期进程加快,从而促进肿瘤细胞的快速增殖。
2. 抑制细胞分化
MYC还能够抑制与细胞分化相关的基因表达,使得肿瘤细胞失去正常的分化能力,保持未分化的状态。这种状态有利于肿瘤细胞的无限增殖和扩散。
3. 调控代谢途径
MYC能够调节细胞的代谢途径,使其适应肿瘤生长所需的能量和营养物质。例如,MYC能够激活糖酵解途径,使肿瘤细胞即使在缺氧条件下也能进行高效的能量代谢。
4. 诱导血管生成
MYC还能够诱导肿瘤血管的生成,为肿瘤提供充足的血液供应。这种血管生成作用不仅有助于肿瘤的生长和扩散,还为肿瘤细胞提供了逃逸免疫监视的机会。
5. 抑制免疫反应
MYC还能够抑制免疫细胞的活性和功能,降低机体对肿瘤的免疫监视和攻击能力。这种免疫抑制作用为肿瘤的生长和转移提供了有利条件。
MYC在癌症中的作用机制复杂多样,涉及多个信号通路和分子网络。因此,针对MYC的药物开发需要综合考虑其生物学特性和调控网络,寻找有效的干预策略。
-03-
破局之路:多维度创新策略
MYC的靶向治疗策略可分为直接和间接两大类:
一、直接抑制MYC的靶向策略
MYC-MAX异二聚化干扰:通过修饰的bHLHZ结构域形成无活性的MYC复合物(与MAX/MYC自身结合),阻断其与DNA结合(E-box)并抑制转录激活;小分子复合物(如KJ-Pyr-9):阻断MYC-MAX相互作用,抑制肿瘤细胞增殖;Omomyc衍生物(如FPPa-OmoMYC):通过融合穿透肽或纳米载体递送,增强细胞穿透性和抗肿瘤活性。
G-四链体(G4)稳定剂:季铵盐衍生物(如CX-3543):通过稳定MYC启动子区的G4结构,阻遏转录;选择性G4配体(如DNAi 5T):结合MYC特异性G4序列,降低表达并诱导癌细胞凋亡。
基于蛋白降解的策略:PROTAC(如ProMyc)通过MYC适配体与E3泛素连接酶结合,诱导MYC泛素化降解;RNase L激活型降解剂:靶向MYC mRNA,诱导其选择性降解。
核酸靶向疗法:双链诱饵寡核苷酸携带E-box结合序列,竞争性捕获MYC转录因子;siRNA/siRNA复合物(如89WP脂质体):通过改进的递送系统(如穿透肽修饰)、纳米载体,下调MYC mRNA;反义寡核苷酸(如AZD9150):结合MYC mRNA并抑制翻译。
二、间接抑制MYC的策略
BET溴结构域抑制剂(JQ1、OTX015等):抑制BET蛋白与MYC启动子结合,减少其转录。
CDK9抑制剂(KB-0742):阻断RNA聚合酶Ⅱ延长复合物,抑制MYC转录。
eIF4F翻译复合体抑制剂(如silvestrol):干扰MYC mRNA的翻译。
靶向MYC依赖的应激通路(如未折叠蛋白反应,UPR):联合抑制UPR可增强MYC抑制效果。
细菌蛋白酶(如rLon):通过降解MYC蛋白抑制肿瘤。
MAX同二聚体稳定剂(如KI-MS2-008):促进MAX自身结合,减少MYC-MAX复合物形成。
-04-
临床进展与挑战
经过人们的不懈努力,一些靶向MYC的细胞穿透肽或小分子抑制剂或降解剂已经开发出来,并进入到临床阶段。一种名为Omomyc的细胞穿透肽,在人体的初步试验中证明是安全且潜在有效的。Omomyc的开发源于对MYC及其主要蛋白伴侣MAX结构的解析,它们都含有密切相关的二聚结构域。但是,奇怪的是,MYC只能结合MAX,但MAX可以结合许多其它蛋白,包括自己。在比较了MYC和MAX的结构后,研究人员确定了四种可能阻止MYC同源二聚化的带电氨基酸。当将这些排斥性氨基酸换成中性氨基酸时,产生的工程肽Omomyc可以结合内源性MYC。Peptomyc于2021年 4月启动了OMO-103的第一阶段试验,这是一种新版本的Omomyc。这项试验招募了22名经过严重预处理的实体瘤患者,该结果进一步证明了MYC抑制作为抗癌策略是安全且潜在有效的。最常见的治疗引起的不良事件是输液相关反应、背痛、贫血和乏力。在疗效方面,OMO-103没有出现完全或部分响应,但8名患者病情稳定,其中2名胰腺癌患者接受OMO-103作为第四线治疗。目前,Peptomyc在为其下一个临床试验制定计划,优先考虑OMO-103联合化疗治疗胰腺癌。目前,除了OMO-103外,一些其它MYC靶向分子的研究也不断涌现,并且可能会提供更好的药理特性。例如,一种名为MYCi975的小分子抑制剂可以破坏MYC–MAX二聚体,促进MYC降解并杀死癌细胞,这种药物的一期试验已在进行中。此外,结合和破坏MYC的PROTAC靶向降解剂也即将出现。Kintor Pharmaceuticals展示其双c-MYC和GSPT1胶降解剂的临床前结果。加州大学伯克利分校的一个团队展示了E3连接酶UBR5如何降解MYC和其他转录因子,为MYC靶向降解剂提供了可能的替代途径。Omega Therapeutics正在开发一种基于mRNA的方法,通过修改基因组结构来抑制MYC的表达。该公司已开始了其MYC靶向药物OTX-2002的一期试验。Monte Rosa Therapeutics公司的GSPT1降解剂MRT-2359也在EORTC-NCI-AACR会议上亮相,通过在MYC可开启和关闭的细胞系中筛选其降解物,他们鉴定出了控制MYC活性的化合物。MRT-2359的I期试验目前正在MYC驱动的肿瘤中进行。此外,BMS正在急性髓性白血病的I/II期试验中测试一种名为CC-90009的GSPT1降解剂。
-05-
结语:MYC抑制剂研发的“分形哲学”
在征服MYC的征程中,每个技术突破都像分形几何图案中的一个片段——看似独立,实则指向统一的终点。当蛋白质工程、RNA技术、AI技术形成合力,突破“不可成药”边界的时刻已然到来。这场跨越40年的攻坚战告诉我们:癌症治疗没有不可逾越的壁垒,只有尚未攻克的认知维度。
参考文献:
1.Climbing cancer's MYC mountain. Nat Rev Drug Discov. 2022 Nov 11.
2. MYC in cancer: from undruggable target to clinical trials. Nat Rev Drug Discov.2025 Feb 19.
原文标题 : 征服“难以成药”的MYC:生物制药行业的攻坚之旅
-01-
引言:MYC——癌症研究的“圣杯”
MYC基因家族在癌症研究中的地位犹如人类基因图谱中的“珠峰”——既令人向往,又充满艰险。自1979年首次被发现以来,无数科学家为攻克这个驱动70%以上人类癌症的“终极致癌基因”耗尽毕生心血。
MYC基因家族由三个成员组成:c-MYC、N-MYC和L-MYC。这些基因编码的蛋白质作为转录因子,能够结合到DNA的特定序列上,调控下游基因的表达。这种调控能力使得MYC在细胞增殖、分化、代谢等多个方面发挥着至关重要的作用。
尽管MYC在癌症中的重要性不言而喻,但开发针对MYC的药物一直面临着巨大的挑战。因为从结构上它没有明确的结合口袋,而且其通过蛋白质-蛋白质之间的相互作用而发挥作用,为活性药物提供了更少的机会。此外,MYC也在细胞核中发挥作用,调控了一系列信号途径,阻断可能带来很多的毒性问题。这些独特的生物学特性让MYC长期被贴上“不可成药”标签,但近年研发突破正使得这一困境出现历史性拐点。
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MYC在癌症中的作用
在正常生理条件下,MYC的表达受到严格的调控,以确保细胞功能的正常运行。然而,在癌症中,MYC的表达常常失去控制,导致细胞增殖失控、代谢紊乱等一系列问题。这种异常的MYC表达被认为是癌症发生和发展的重要驱动力之一。
MYC在癌症中的作用主要体现在以下几个方面:
1. 促进细胞增殖
MYC能够激活与细胞增殖相关的基因表达,如细胞周期蛋白和CDK激酶等。这些基因的表达增加会导致细胞周期进程加快,从而促进肿瘤细胞的快速增殖。
2. 抑制细胞分化
MYC还能够抑制与细胞分化相关的基因表达,使得肿瘤细胞失去正常的分化能力,保持未分化的状态。这种状态有利于肿瘤细胞的无限增殖和扩散。
3. 调控代谢途径
MYC能够调节细胞的代谢途径,使其适应肿瘤生长所需的能量和营养物质。例如,MYC能够激活糖酵解途径,使肿瘤细胞即使在缺氧条件下也能进行高效的能量代谢。
4. 诱导血管生成
MYC还能够诱导肿瘤血管的生成,为肿瘤提供充足的血液供应。这种血管生成作用不仅有助于肿瘤的生长和扩散,还为肿瘤细胞提供了逃逸免疫监视的机会。
5. 抑制免疫反应
MYC还能够抑制免疫细胞的活性和功能,降低机体对肿瘤的免疫监视和攻击能力。这种免疫抑制作用为肿瘤的生长和转移提供了有利条件。
MYC在癌症中的作用机制复杂多样,涉及多个信号通路和分子网络。因此,针对MYC的药物开发需要综合考虑其生物学特性和调控网络,寻找有效的干预策略。
-03-
破局之路:多维度创新策略
MYC的靶向治疗策略可分为直接和间接两大类:
一、直接抑制MYC的靶向策略
MYC-MAX异二聚化干扰:通过修饰的bHLHZ结构域形成无活性的MYC复合物(与MAX/MYC自身结合),阻断其与DNA结合(E-box)并抑制转录激活;小分子复合物(如KJ-Pyr-9):阻断MYC-MAX相互作用,抑制肿瘤细胞增殖;Omomyc衍生物(如FPPa-OmoMYC):通过融合穿透肽或纳米载体递送,增强细胞穿透性和抗肿瘤活性。
G-四链体(G4)稳定剂:季铵盐衍生物(如CX-3543):通过稳定MYC启动子区的G4结构,阻遏转录;选择性G4配体(如DNAi 5T):结合MYC特异性G4序列,降低表达并诱导癌细胞凋亡。
基于蛋白降解的策略:PROTAC(如ProMyc)通过MYC适配体与E3泛素连接酶结合,诱导MYC泛素化降解;RNase L激活型降解剂:靶向MYC mRNA,诱导其选择性降解。
核酸靶向疗法:双链诱饵寡核苷酸携带E-box结合序列,竞争性捕获MYC转录因子;siRNA/siRNA复合物(如89WP脂质体):通过改进的递送系统(如穿透肽修饰)、纳米载体,下调MYC mRNA;反义寡核苷酸(如AZD9150):结合MYC mRNA并抑制翻译。
二、间接抑制MYC的策略
BET溴结构域抑制剂(JQ1、OTX015等):抑制BET蛋白与MYC启动子结合,减少其转录。
CDK9抑制剂(KB-0742):阻断RNA聚合酶Ⅱ延长复合物,抑制MYC转录。
eIF4F翻译复合体抑制剂(如silvestrol):干扰MYC mRNA的翻译。
靶向MYC依赖的应激通路(如未折叠蛋白反应,UPR):联合抑制UPR可增强MYC抑制效果。
细菌蛋白酶(如rLon):通过降解MYC蛋白抑制肿瘤。
MAX同二聚体稳定剂(如KI-MS2-008):促进MAX自身结合,减少MYC-MAX复合物形成。
-04-
临床进展与挑战
经过人们的不懈努力,一些靶向MYC的细胞穿透肽或小分子抑制剂或降解剂已经开发出来,并进入到临床阶段。一种名为Omomyc的细胞穿透肽,在人体的初步试验中证明是安全且潜在有效的。Omomyc的开发源于对MYC及其主要蛋白伴侣MAX结构的解析,它们都含有密切相关的二聚结构域。但是,奇怪的是,MYC只能结合MAX,但MAX可以结合许多其它蛋白,包括自己。在比较了MYC和MAX的结构后,研究人员确定了四种可能阻止MYC同源二聚化的带电氨基酸。当将这些排斥性氨基酸换成中性氨基酸时,产生的工程肽Omomyc可以结合内源性MYC。Peptomyc于2021年 4月启动了OMO-103的第一阶段试验,这是一种新版本的Omomyc。这项试验招募了22名经过严重预处理的实体瘤患者,该结果进一步证明了MYC抑制作为抗癌策略是安全且潜在有效的。最常见的治疗引起的不良事件是输液相关反应、背痛、贫血和乏力。在疗效方面,OMO-103没有出现完全或部分响应,但8名患者病情稳定,其中2名胰腺癌患者接受OMO-103作为第四线治疗。目前,Peptomyc在为其下一个临床试验制定计划,优先考虑OMO-103联合化疗治疗胰腺癌。目前,除了OMO-103外,一些其它MYC靶向分子的研究也不断涌现,并且可能会提供更好的药理特性。例如,一种名为MYCi975的小分子抑制剂可以破坏MYC–MAX二聚体,促进MYC降解并杀死癌细胞,这种药物的一期试验已在进行中。此外,结合和破坏MYC的PROTAC靶向降解剂也即将出现。Kintor Pharmaceuticals展示其双c-MYC和GSPT1胶降解剂的临床前结果。加州大学伯克利分校的一个团队展示了E3连接酶UBR5如何降解MYC和其他转录因子,为MYC靶向降解剂提供了可能的替代途径。Omega Therapeutics正在开发一种基于mRNA的方法,通过修改基因组结构来抑制MYC的表达。该公司已开始了其MYC靶向药物OTX-2002的一期试验。Monte Rosa Therapeutics公司的GSPT1降解剂MRT-2359也在EORTC-NCI-AACR会议上亮相,通过在MYC可开启和关闭的细胞系中筛选其降解物,他们鉴定出了控制MYC活性的化合物。MRT-2359的I期试验目前正在MYC驱动的肿瘤中进行。此外,BMS正在急性髓性白血病的I/II期试验中测试一种名为CC-90009的GSPT1降解剂。
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结语:MYC抑制剂研发的“分形哲学”
在征服MYC的征程中,每个技术突破都像分形几何图案中的一个片段——看似独立,实则指向统一的终点。当蛋白质工程、RNA技术、AI技术形成合力,突破“不可成药”边界的时刻已然到来。这场跨越40年的攻坚战告诉我们:癌症治疗没有不可逾越的壁垒,只有尚未攻克的认知维度。
参考文献:
1.Climbing cancer's MYC mountain. Nat Rev Drug Discov. 2022 Nov 11.
2. MYC in cancer: from undruggable target to clinical trials. Nat Rev Drug Discov.2025 Feb 19.
原文标题 : 征服“难以成药”的MYC:生物制药行业的攻坚之旅