2024年具转化潜力靶点盘点,谁能率先冲过终点?

学术   2024-12-23 07:31   江苏  

▎药明康德内容团队编辑

每一次医学突破都源于对疾病靶点的深入探索。2024年,“科学潜在靶点奥运会”正式拉开帷幕!在癌症、中枢神经系统疾病和代谢类疾病三大领域,药明康德内容团队精心甄选了12个潜在靶点作为参赛选手,展现它们在解析疾病机制与未来治疗中的非凡潜力。本文将带您深度剖析这些靶点的独特之处,并期待与您共同探讨科学竞赛中的最终赢家。文章结尾还邀请您投票,选出您最看好的选手,看看谁能率先冲过终点,进入临床造福患者!


此外,我们也为读者精心准备了一份2024潜在靶点完整表格,覆盖近200个具转化潜力的疾病靶点,按癌症、中枢神经系统疾病、代谢类疾病、免疫与炎症、传染病、罕见病等八大类别进行详细划分,并标注哪些靶点已有药物进入临床试验。如果您对这些前沿靶点感兴趣,欢迎扫描二维码填写资料,申请获取这份完整靶点名单!


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中枢神经系统疾病选手悉数登场


在“科学潜在靶点奥运会”的舞台上,中枢神经系统疾病项目汇聚了四位表现不凡的“选手”:LILRB4、PCDHA9、TRPC5和ZBTB21。这些潜在靶点展现了巨大的治疗潜力,它们的“出场”引发了关于未来谁将首先在药物开发中脱颖而出的讨论。让我们逐一了解这些令人期待的参赛选手。


LILRB4:阿尔茨海默病的免疫调节者


靶点发现:LILRB4是一个抑制性免疫球蛋白超家族受体,最初因其在免疫调节中的作用被关注。在阿尔茨海默病(AD)研究中,科学家发现LILRB4高表达于AD患者的小胶质细胞上。进一步研究表明,LILRB4可通过与载脂蛋白E(ApoE)结合,调控小胶质细胞的活动。
机制解析:研究团队发现LILRB4可与ApoE相结合,使用携带人类LILRB4转基因、并具有淀粉样蛋白β(Aβ)沉积的小鼠模型,并通过LILRB4靶向单抗进行干预时发现:
  • LILRB4单抗可降低Aβ积累并减轻Aβ相关的行为异常。
  • LILRB4单抗可增强小胶质细胞活性
  • 减少干扰素诱导基因的表达,从而减轻神经炎症
治疗潜力:这篇发布于Science Translational Medicine的研究(PMID:38569016)指出LILRB4靶向单抗具有清除Aβ、缓解AD相关行为异常的显著潜力,为阿尔茨海默病的靶向治疗提供了全新视角。LILRB4因其独特的作用路径和良好的临床前表现,因此获得入选。

图片来源:123RF

PCDHA9:肌萎缩侧索硬化症(ALS)的神经保护先锋


靶点发现:PCDHA9作为原钙黏蛋白家族的一员,最早在神经元黏附和突触功能中被发现。在对ALS患者的外显子组分析中,研究发现PCDHA9突变(p.L700P)与多例ALS患者显著相关,并在小鼠模型中进一步验证了其病理影响。
机制解析:研究人员在分别携带Pcdha9点突变和删除突变的两种小鼠模型中发现:
  • 小鼠的脊髓运动神经元丧失、肌肉萎缩和神经肌肉接点的结构/功能异常,导致瘫痪和早期死亡。
  • 突变激活了脊髓中FAK和PYK2信号通路,并显著降低运动神经元中的NKA-α1表达。
  • 小鼠神经细胞中的细胞粘附、离子转运、突触组织和神经元存活相关信号紊乱。
治疗潜力:这篇发布于Nature Communications的研究(PMID:38467605)发现Pcdha9突变小鼠展现ALS患者的疾病表现,是该疾病的潜在靶点,该研究为未来ALS干预疗法提供重要线索,因而囊获参赛资格。


Pcdha9点突变与删除导致小鼠ALS病理症状的示意图(图片来源:参考资料[2])


TRPC5:情绪与行为调节的全能选手

靶点发现:TRPC5是瞬时受体电位通道家族成员之一,最早因其在感知外界刺激并将其转化为电信号的功能被研究。TRPC5基因缺失被发现与显著行为和生理异常相关。TRPC5缺失男性携带者表现出寻食、肥胖、焦虑和自闭症,而女性携带者则患有严重的产后抑郁症。

机制解析:研究人员在携带对应人类TRPC5功能丧失突变的小鼠Trpc5突变模型中进行了详细解析,发现:

  • 缺失Trpc5会导致肥胖、快感缺乏、抑郁样行为和母性能力受损
  • Trpc5过表达可以显著逆转上述异常,恢复小鼠的正常行为。
治疗潜力:这篇发布在《细胞》上的论文(PMID:38959890)显示TRPC5为情绪和行为紊乱的潜在治疗提供了突破口,尤其在产后抑郁症的干预中具有重要意义。尽管目前仍处于早期研究阶段,但其在改善情绪行为方面的显著效果为未来研究奠定了基础,因而获选参赛。


TRPC5基因缺失被发现与显著行为和生理异常相关(图片来源:参考资料[3])


ZBTB21:唐氏综合征(DS)的认知调节新星


靶点发现:ZBTB21是一种锌指蛋白,由21号染色体(HSA21)编码。它在DS的发病机制中扮演着关键角色。DS是最常见的染色体异常疾病,也是导致智力障碍的主要原因。然而,具体HSA21如何影响DS病理过程长期未被完全揭示。ZBTB21被发现在认知功能调节中扮演重要角色。
机制解析:ZBTB21是一种转录抑制因子,通过与cAMP反应元件(CRE)DNA结合,负向调控与突触功能相关的基因表达。
  • 在DS小鼠模型中,Zbtb21基因的表达量异常增加,导致认知障碍、突触功能缺陷及基因表达紊乱。
  • 进一步研究显示,ZBTB21与CRE结合的能力与CRE结合因子(如CREB)存在竞争,抑制了CRE依赖性基因的表达,从而对突触可塑性、学习和记忆产生负面影响。
治疗潜力:这篇发布于Science Advances的研究(PMID:38959316)表明,正常化Zbtb21基因拷贝数可成功逆转DS小鼠的认知表现、突触功能和相关基因表达异常。这一发现揭示了ZBTB21作为认知障碍潜在治疗靶点的价值,为唐氏综合征的精准治疗提供了新的方向。ZBTB21故而获得本届潜在靶点奥运会的参赛资格。


Zbtb21基因拷贝数正常化可纠疾病小鼠神经元的转录缺陷以恢复突触功能(图片来源:参考资料[4])


2


代谢类疾病项目四位选手精彩亮相


在“科学潜在靶点奥运会”的舞台上,代谢类疾病项目吸引了四位重量级参赛选手:MS4A7、Cholesin、NK2R和DRAK2。这些靶点分别在脂肪性肝炎、高胆固醇、肥胖和2型糖尿病领域展现了独特的治疗潜力。让我们一起揭晓这些选手的出场亮点,并期待未来谁能率先带来药物开发的突破,造福患者。

MS4A7:代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)的免疫驱动者


靶点发现:MS4A7是膜跨四域蛋白家族的一员,最新研究显示它与MASH(原名非酒精性脂肪性肝炎[NASH])密切相关。研究发现,MS4A7在患者及MASH小鼠模型的肝脏TREM2+巨噬细胞中表达显著上调,与肝损伤的严重程度呈正相关。
机制解析:研究揭示了MS4A7在MASH发病中的关键作用:
  • 脂肪变性肝细胞损伤后释放的脂质滴(LD)会以MS4A7依赖的方式激活NASH相关巨噬细胞(NAMs)加剧MASH相关肝损伤。
  • MS4A7通过直接激活NLRP3炎症小体,加剧肝微环境中的炎症反应。
  • 敲除全身或髓系Ms4a7基因显著减轻在小鼠中高脂饮食诱导的肝损伤及脂肪变性。
治疗潜力:这项发布于Science Translational Medicine的研究(PMID:38478630)揭示了MS4A7-LD-NLRP3炎症小体通路,提供了驱动MASH病理的新靶点。这一发现为开发抗炎疗法以改善代谢性肝病提供了重要方向,MS4A7因而获得参赛资格。


图片来源:123RF

Cholesin:高胆固醇治疗的新型激素


靶点发现:Cholesin是一种新发现的肠道激素,由此前功能未知的基因C7orf50(人类)和3110082I17Rik(小鼠)编码。研究显示,肠道在吸收胆固醇时会刺激cholesin分泌,发挥调控肝脏胆固醇合成的作用。
机制解析:Cholesin通过与GPR146受体结合抑制胆固醇合成,具体机制包括:
  • Cholesin通过抑制PKA信号通路,下调在肝脏中SREBP2介导的胆固醇合成基因表达。
  • Cholesin-GPR146信号轴介导肠道胆固醇吸收对肝脏胆固醇合成的抑制作用。
治疗潜力:这项发布于《细胞》的研究(PMID:38503280)揭示了由cholesin所介导的胆固醇代谢新调控机制,为高胆固醇血症和动脉粥样硬化治疗提供了新的切入点。这种天然激素有望成为未来的降脂药物,打破传统疗法的局限。


▲Cholesin介导胆固醇代谢调控机制示意图(图片来源:参考资料[6])


NK2R:肥胖治疗的双重调节者


靶点发现:NK2R被确认为一个能够同时抑制食欲和增加能量消耗的关键靶点。该靶点与肥胖和葡萄糖代谢密切相关,成为新一代抗肥胖策略的突破口。

机制解析:研究人员开发了具选择性、长效的NK2R激动剂,并在多物种模型中取得显著效果:
  • 激活NK2R能够抑制中枢食欲并增加外周能量消耗。
  • NK2R激动剂可绕过典型的瘦素信号传导,并以诱导能量消耗和非厌恶性食欲抑制来引起小鼠体重减轻。
  • 在肥胖糖尿病猕猴模型中,NK2R激动剂显著降低动物的体重、血糖、甘油三酯和胆固醇水平,并改善其胰岛素敏感性。
治疗潜力:这篇发布于《自然》的研究(PMID:39537932)表明,NK2R通过激活单一靶点即可实现抑食与能量消耗的双重作用,有望成为安全有效的肥胖治疗靶点,为代谢疾病治疗带来革命性突破。


▲NK2R激动剂可安全改善糖尿病肥胖猕猴的心脏代谢疾病(图片来源:参考资料[7])


DRAK2:2型糖尿病的β细胞攻击者


靶点发现:DRAK2在2型糖尿病患者胰腺组织中显著上调,被证实是导致β细胞功能受损的关键调节因子。

机制解析:胰岛β细胞中的自噬(autophagy)功能若受阻,可能导致细胞凋亡,从而损害胰腺β细胞功能。DRAK2通过抑制自噬,影响胰岛β细胞的功能与存活:

  • DRAK2磷酸化ULK1的Ser56位点,诱导其泛素化并抑制细胞自噬。
  • 自噬抑制导致线粒体功能障碍,胰岛素分泌受损。
  • 在高脂饮食小鼠模型中,敲除Drak2可维持β细胞功能免受高脂饮食影响并改善代谢状态。
治疗潜力:这项发布于Science Translational Medicine的研究(PMID:38324636)证实靶向DRAK2可恢复β细胞的自噬功能,保护其免受代谢压力引起的凋亡。这一靶点为2型糖尿病提供了全新治疗策略,有望帮助患者延缓病情进展。


图片来源:123RF

3


癌症项目四大选手闪耀登场


在“科学潜在靶点奥运会”的癌症项目中,四位参赛选手——ITPRIPL1、SMYD5、B3GALT6和GPR34,以其独特的机制和治疗潜力吸引了全场目光。它们分别代表了不同类型的癌症靶点研究,为未来精准治疗带来了无限可能。让我们共同见证这些靶点的出场表现!


ITPRIPL1:肿瘤免疫抑制的操纵者

靶点发现:ITPRIPL1(也称为CD3L1)是一种抑制性配体,通过与T细胞CD3ε结合,抑制T细胞在肿瘤微环境中的激活。其高表达显著削弱了肿瘤免疫监视,成为多种癌症中免疫逃逸的关键因素。
机制解析:研究揭示了ITPRIPL1在免疫逃逸中的重要作用:
  • ITPRIPL1能与T细胞表面CD3ε结合,显著减少钙离子内流并抑制ZAP70磷酸化,从而抑制T细胞的激活。
  • ITPRIPL1靶向中和抗体的治疗增强肿瘤微环境中的T细胞浸润,显著抑制多种实体瘤小鼠模型中的肿瘤生长。
治疗潜力:这篇发布于《细胞》的研究(PMID:38614099)揭示ITPRIPL1为一T细胞活性的抑制剂,为肿瘤免疫治疗提供了全新靶点。抗ITPRIPL1抗体的临床转化有望显著提高实体瘤免疫治疗的疗效。


▲靶向ITPRIPL1可激活肿瘤微环境中的T细胞(图片来源:参考资料[9])


SMYD5:胃癌的表观遗传操控者

靶点发现:SMYD5是一种赖氨酸甲基转移酶,调控核糖体蛋白L40(rpL40)的表观遗传修饰。SMYD5在胃癌(GAC)患者中表达显著上调,与病情进展和临床预后不良密切相关。
机制解析:SMYD5通过对rpL40的修饰促进肿瘤恶化,其具体机制包括:
  • SMYD5对rpL40的K22位点进行三甲基化(rpL40K22me3),导致肿瘤相关基因表达上调。
  • SMYD5和rpL40K22me3在GAC患者样本中上调,且与患者的不良预后相关。
  • 抑制SMYD5可显著减弱胃癌细胞的转移,并可与PI3K-mTOR抑制剂联用增强治疗效果。
治疗潜力:《自然》期刊上所发布的这篇研究(PMID:39048817)证实SMYD5为用于胃癌治疗的全新表观遗传靶点。靶向SMYD5在胃癌小鼠模型中实现了显著疗效,展示了强大的临床转化潜力。


图片来源:123RF

B3GALT6:乳腺癌复发的关键调控者


靶点发现:B3GALT6是一种半乳糖基转移酶,调控残留肿瘤细胞(RTCs)在乳腺癌中的休眠和复发。其高表达与乳腺癌患者的不良预后显著相关。
机制解析:研究揭示了B3GALT6介导的信号轴在乳腺癌复发中的作用:
  • B3GALT6介导的硫酸肝素糖胺聚糖(GAG)的生物合成,与患者的预后不良相关。
  • 通过B3GALT6-硫酸肝素/HS6ST1-6-O-硫酸化/FGF1-FGFR2信号轴增强休眠RTC存活率来促进肿瘤复发。
  • 通过敲除B3GALT6或靶向FGFR2,可显著抑制肿瘤复发。
治疗潜力:这篇《细胞》论文(PMID:38065100)指出靶向B3GALT6可能为清除残留肿瘤细胞、阻止乳腺癌复发提供了重要方向。靶向FGFR2的策略有望成为乳腺癌复发治疗的新突破。


B3GALT6调控残留肿瘤细胞在乳腺癌中的休眠和复发(图片来源:参考资料[11])


GPR34:抗肿瘤免疫的代谢检查点


靶点发现:GPR34是一种赖氨酰磷脂酰丝氨酸(LysoPS)受体,在肿瘤微环境中的1型先天淋巴细胞(ILC1)当中过表达。GPR34的激活抑制了ILC1的抗肿瘤活性,是免疫代谢检查点的关键调控者。

机制解析:研究表明,GPR34通过代谢调控抑制ILC1抗肿瘤作用:

  • LysoPS通过激活GPR34抑制ILC1功能。

  • 敲除Gpr34或LysoPS合成酶Abhd16a基因,可显著增强ILC1抗肿瘤活性。
  • 在癌症患者中,肿瘤中ABHD16A的表达或ILC1中GPR34的表达与ILC1或ILC1样细胞的抗肿瘤活性呈负相关。
治疗潜力:这篇发布于Nature Immunology的研究(PMID:39358444)揭示GPR34作为免疫代谢检查点,为ILC1调控型免疫治疗提供了新思路。靶向GPR34的拮抗剂有望开发为肿瘤免疫治疗的新一代药物。



在了解完这12位“科学潜在靶点奥运会”参赛选手后,药明康德内容团队诚邀您参与投票,选出您心目中的最佳靶点,预测哪位选手最有可能率先进入临床应用于相关适应症,为患者带来希望和福音!


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参考资料:

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[3] Li, Yongxiang et al. “Loss of transient receptor potential channel 5 causes obesity and postpartum depression.” Cell vol. 187,16 (2024): 4176-4192.e17. doi:10.1016/j.cell.2024.06.001

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