Nature：激酶正成为炎症和自身免疫病的热门靶点（二）| 鹰谷靶点

续
之前小编给大家分享了文章的总论和部分各论《Nature：激酶正成为炎症和自身免疫病热门靶点（一）| 鹰谷靶点》，下面把剩下的各论也抛砖引玉地分享给大家。

ITK和BTK

TEC家族是表达在胞内的非受体蛋白酪氨酸激酶，家族成员有BTK、ITK/TSK/EMT、TEC、TXK和BMX，其结构具有高度同源性。TEC激酶家族主要在造血细胞中表达，在白细胞的发育和功能中具有重要的作用。其中，BTK和ITK是具有吸引力的药物靶点。BTK能够调节肥大细胞中的Fcε受体(FcεR)信号传导，参与到IgE介导的疾病，如过敏、哮喘和特异反应性皮炎等。在T细胞中，ITK能够正向调节TCR信号通路，诱导IL-2、IL-4和IL-13的生成。当肽-MHC与同源TCR结合时，ITK能够被酪氨酸蛋白激酶LCK直接磷酸化，随后进行自磷酸化。ITK通过两个SRC同源域SH2和SH3，和LAT-SLP76复合物建立联系，创建一个依赖上游LCK和Zap70的复合物。接下来ITK能够磷酸化磷脂酶Cγ (PLCγ)，后续PLCγ剪切磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)，产生第二信使三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DAG)。IP3和DAG主要激活NFAT和钙信号，靶向激活基因启动子，如IL-2、IL-4和IL-13。目前JTE-051是唯一的ITK抑制剂，已经进入临床试验，评价类风湿性关节炎和银屑病的治疗效果(NCT03358290)。

                 ITK和BTK信号通路汇总

BTK通过BCR信号通路调控B细胞的发育。突变失活的BTK能够抑制B细胞的发育，导致X连锁无丙种球蛋白血症。BTK能够正向调节肥大细胞和嗜碱性粒细胞中的FcεR信号，并且能够正向调节巨噬细胞和浆细胞样树突状细胞中的FcγR信号，来传递免疫复合物。TLR诱导的B细胞分化和增殖依赖于BTK。在B细胞中，BCR激活后将ITAM暴露给LYN/SYK/BTK，进而激活PLCγ2和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)。活化的PLCγ2和PI3K进而激活钙离子介导的信号通路，从而激活下游的转录因子，例如NFAT和NF-κB，这些信号通路能够调节细胞增殖、存活和细胞因子表达。

有几种BTK抑制剂已经进入了临床研究，在治疗复发性多发性硬化症的临床II期研究中，Evobrutinib在使用3个月后能够减小脑损伤斑块。Branebrutinib（BMS-986195）已进入到治疗类风湿性关节炎、干燥综合征和系统性红斑狼疮的临床研究。Fenebrutinib（GDC-0853）联合甲氨蝶呤，能够减轻对于TNF治疗无反应的类风湿关节炎患者的症状。PRN1008是一种新型可逆共价BTK抑制剂，已在治疗天疱疮的II期研究中显示出较好的结果(NCT02704429) ，并且正在全球范围内的临床III期进行进一步的研究(NCT03762265)。BTK共价抑制剂通常会抑制RLK、ITK和TEC等激酶的活性。虽然脱靶效应通常被认为是增加不良反应的风险，但在某些特定的病例中却显示脱靶效应是有益的。因此评估共价或可逆BTK抑制剂其他的临床数据有助于我们更好地研究不同细胞类型中BTK的功能，来确定药物的最佳和最安全的治疗方案。鉴于BTK在炎症中的不确定性作用，可以考虑BTK抑制剂和其他抗炎药物联合使用，探索治疗类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮。BTK抑制剂也正在探索治疗COVID-19重症感染病人的细胞因子风暴；临床前研究和一些病例表明BTK抑制剂Ibrutinib能够对严重肺损伤有保护作用。

          鹰谷电子实验记录本，人走经验带不走

SYK

SYK是Src家族成员，在FcR和BCR信号通路中有很重要的作用，在TCR信号通路中，SYK的功能和其同源的酪氨酸蛋白激酶Zap70是一致的，因此SYK是治疗慢性炎症和自身免疫病的很好的药物靶点。SYK包含两个SH2域，C端激酶域分别由接头A和B连接。这些Linker绑定在一起，使得SH2域处于稳定的失活状态。受体激活后导致SH2结构域的释放和自磷酸化，进而与ITAMs1进行对接。SYK的进一步磷酸化导致它与ITAMs分离并激活相关的其他信号通路。SYK在各种免疫相关通路中发挥着重要作用，包括PI3K-AKT、Ras-ERK、PLCγ-NFAT、Vav1-Rac和IKK-NF-κB通路。因此，靶向SYK会影响SYK调节相关信号通路的细胞生命过程，如吞噬作用、细胞因子产生、脱颗粒、增殖、B细胞成熟、破骨细胞生成和血小板活化。

由Rigel Pharmaceuticals公司研发的多个SYK小分子抑制剂已进入了临床研究。R406（及其前药R788和ostamatinib）在小鼠中显示出预防关节炎的功效。在临床试验中，和TNF抑制剂这样的抗炎药相比，尽管效果不及TNF抑制剂，但R406和R788仍显示出治疗关节炎的中等效果。Fostamatinib目前已获批用于治疗免疫血栓血小板减少性紫癜。

MAPK: TPL2, p38γ, p38δ and ERK5

MAPKs是一个高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族，参与应激、炎症、增殖、分化、存活、细胞凋亡等过程。MAPKs是很多免疫受体和细胞因子受体的下游，如TLRs、IL-1R、TNFR、CSF1R和IL-17R，EGF、FGF和VEGF。p38α/β、MEK1/2和ERK1/2等主要的几个MAPKs的抑制剂已经进入了临床试验。一些组织细胞特异性的MAPK激酶在炎症反应中起主要的作用，如TPL2、p38γ和p38δ。下面我们对每一种激酶进行简单介绍。

TPL2能够被多种受体激活，包括TNFR、IL-1R、TLR、CD40R、IL-17R和Gαi2转导的GPCR信号。在稳定的状态下，TPL2能够与A20结合NF- κB抑制子(ABIN2)和胞内NF-κB1小片段形成复合物。TPL2的激酶结构域与p105死亡结构域相互作用，这种相互作用阻断了底物与TPL2活性区域相结合。全长p105蛋白是一个REL蛋白特异性转录抑制子，而其加工后的形式是一个50 kDa蛋白(p50)，NF- κB复合物的亚基。在受体接收到配体的信号后，IKKβ在Ser927和Ser932两个位点磷酸化p105，导致其降解。随后，TPL2从复合物中释放出来，然后自磷酸化或反式磷酸化并激活底物MEK1和MEK2，还有MEK3和MEK6，调节ERK1和ERK2、p38α和p38δ在炎症中的作用。

Tpl2缺陷的小鼠能够避免遭受多种炎症炎症和自身免疫性疾病。对表达点突变失活的TPL2(D270A)小鼠进行分析，发现其中ABIN2表达未发生改变，表明TPL2通过正向调节MAPK，介导TNFR、TLR和IL-R信号通路。当用TLR激动剂(如LPS)的刺激小鼠后，这些小鼠产生的炎症细胞因子明显减少，且展现出较少的免疫细胞浸润。在分子水平上，TPL2不仅仅能够激活MEK1和MEK2，而且还能激活p38γ和p38δ。特异性和安全性依然是针对TPL2研发的药物中需要面对的问题，吉利德已经将它的TPL2抑制剂(GS-4875)推进到了临床研究，目的是治疗溃疡性结肠炎。

                           TPL2信号通路汇总

P38α、p38β、p38γ和p38δ是只在哺乳动物组织中表达的4种亚型。p38的激活依赖于细胞类型特异性、受体特异性和信号强度特异性。所有的p38家庭成员共享Thr- Gly- Tyr (TGY)活化基序，这个基序是能够被MKK3和MKK6(一些情况下是MKK4)双重磷酸化。P38α和p38β已被大家深入的了解，但对p38γ和p38δ知之甚少。p38γ(也称为ERK6、SAPK3或MAPK12)与p38δ(也称为SAPK4或MAPK13)具有70%的同源性，两者有别于p38α(约60%的同源性)。p38γ和p38δ在巨噬细胞和树突状细胞中能够调节TPL2的稳定性。由于TPL2-ABIN2信号需要LPS诱导的TNF和IL-1β生成，因此缺乏p38γ或p38δ的小鼠对感染性休克和LPS诱导的肝炎敏感性较低。

有几种p38的抑制剂已经进入了临床研究。然而，大多数p38抑制剂的靶点为p38α和p38β，缺乏抑制p38γ和p38δ的活性。p38α/β的靶向抑制剂由于其毒性、对各种细胞类型的多效性，在动物模型中可预测性差等因素，其效果不是很成功。最近，报道了一种特异性的p38α抑制剂CDD-450，能够选择性阻断促炎激酶MK2对p38α的活化。CDD-450能够促进IL1B、TNF、IL-6、mRNA的降解来缓解大鼠的关节炎。RV56是一款靶向p38α和p38γ的抑制剂，体外细胞实验和体内小鼠COPD肺气肿模型中均能够有效抑制炎症反应。

ERK5(也称为MAPK7)是一种细胞内广泛表达的MAPK，能够被MEKK2、MEKK3和MEK5激活。ERK5位于细胞应激相关受体的下游，免疫受体如TLRs、IL-1R、TNFR或IL-17R，CSF1R和生长因子受体如EGF、FGF或VEGF。在这些受体中，CSF1R信号通路因其在巨噬细胞分化及其在肿瘤和炎症中的重要作用，成为了大家关注的焦点。一些CSF1R抑制剂(PLX-3397、JNJ-40346527、ARRY-382、ABT-869、BLZ-945)已经进入到到临床试验。ERK5的激酶域位于蛋白质的N端，并与ERK2激酶域同源。与其他MAPKs相比，ERK5具有独特的C端转录激活域。因此，ERK5不仅可以通过磷酸化转录因子，还可以作为一个转录共同因子来激活转录。

ERK5激酶活性在调节炎症方面的作用是有争议的。一项研究表明ERK5激酶能够调节细胞因子的生成和免疫细胞的招募，但这一结果受到了质疑，这种效应被归因于在生化和细胞实验中BET bromodomain的脱靶效应。有两个研究表明在上皮细胞中和人原代血管内皮细胞中敲低ERK5，能够减少炎症细胞因子的生成。这些数据提示ERK5的非催化活性能够正向调控炎症反应。在角质细胞有ERK5缺陷的小鼠中，ERK5被证明是参与皮肤炎症发生的重要组成部分。由于ERK5参与比较多的细胞功能调节，包括作为激酶或转录因子的作用，敲除ERK5研究结果可能抑制其激酶活性。不过目前来说，用ERK5抑制剂对小鼠进行持续时间内的给药是可行的。但ERK5抑制剂的选择性需要进行进一步研究。

TBK1和IKKε

TBK1及其同源蛋白IKKε属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，它们能够通过激活IRFs诱导I型干扰素基因和干扰素刺激基因(ISGs)的表达，该机制参与了某些自身炎症或自身免疫病，如干扰素介导的相关疾病、系统性红斑狼疮。与系统性红斑狼疮相比，干扰素介导的相关疾病包括以干扰素介导的免疫稳态失衡为特征的单基因遗传病。这些疾病包括伴发基底核钙化的脑病、家族性冻疮狼疮、脊椎软骨发育不良，干扰素刺激基因15 (ISG15)的缺失等。

                          TBK1和IKKε信号通路汇总

TBK1和IKKε能够调节许多固有免疫受体，包括TLRs、RIG-I-样受体和STING。鉴于TBK1和IKKε在I型干扰素的生成中起到重要的作用，TBK1和IKKε都是很热门的药物靶点。突变TBK1能够导致中枢神经系统的神经炎症和神经退行性疾病，如肌萎缩侧索硬化症，部分原因是干扰素信号通路异常导致的。多个TBK抑制剂目前主要在临床前阶段，包括BX795(Amgen)、MRT67307、(类似于BX795，其选择性更强)，AZ13102909(阿斯利康)、Domainex TBK1抑制剂、Myrexis MPI-0485520和化合物II(德州大学西南医学中心)。最后一种是amlexanox，被FDA批准治疗复发性口疮性溃疡和哮喘，其机制是抑制TBK1和IKKε，但其选择性较差。由于这两个激酶结构域高度同源，导致选择性IKKε或TBK1抑制剂的开发具有较大的难度。目前IKKε或TBK1抑制剂在干扰素介导的相关疾病临床前模型和小鼠神经炎症模型提示，在某些自身免疫或自身炎症性疾病中，靶向IKKε和TBK1是安全且有效的。

NIK

NIK是非经典NF-κB信号通路中的重要组成部分，处于TNFR超家族成员的下游，其成员包括BAFF、CD40、TWEAK、RANK、TNFR2、FN14、CD27、CD30和OX40等。NIK缺陷导致免疫缺陷综合征并伴有B细胞淋巴细胞减少，记忆B细胞分化减少，自然杀伤细胞发育异常，以及T细胞功能异常。NIK突变的小鼠，会出现淋巴结紊乱，派尔斑，脾脏和胸腺结构导致B细胞数量和免疫球蛋白减少等症状。成年小鼠Map3k14的敲除再现了B细胞在胚系中的作用。来自Map3k14敲除小鼠的B细胞对BAFF刺激没有反应，这个结果支持了NIK在BAFF受体信号通路中的作用。有趣的是，T细胞Map3k14缺失显示NIK在T细胞中的非冗余功能。NIK的激活部分受到复杂机制的调控，这些复杂机制是调节蛋白质的稳定性。在稳定状态下，NIK蛋白水平较低，因为NIK容易通过包括TRAF3、TRAF2和IAP1/2的泛素连接酶复合物被蛋白酶体降解。当非经典NF-κB通路被激活时，NIK激活IKKα，IKKα能够调节NF-κB p100到p52。p52与RelB二聚化，复合物进入细胞核触发靶基因的转录。

                              NIK信号通路汇总

广泛性抑制NF- κB活性难以提供一个有效的治疗，其原因在于在生物过程中NF- κB信号通路参与多种生理过程的调节。然而，抑制像NIK这样的免疫调节的节点能够在治疗非经典NF- κB信号通路异常激活的的疾病中，提供一个合理的治疗方法。如类风湿性关节炎、炎症性肠病、系统性红斑狼疮、IgA肾病、代谢综合征及多发性硬化症等。用NIK抑制剂抑制NIK活性能够发现，NIK激酶能够调节一些重要途径，如BAFF、OX40、CD40、诱导T细胞共刺激因子(ICOS)、IL-21和TNFRSF12A(也称为TWEAK受体)信号通路，并且抑制NIK在临床前狼疮模型中具有保护作用。

在临床研究方面，Belimumab是一种批准用于系统性红斑狼疮的药物。一些调节抗体或融合蛋白，抗CD40(CFZ533 (NCT02291029)、leselumab (NCT01585233)、I-655064 (NCT03385564)、FFP104(NCT02465944))、抗CD40L (dapirolizumab (NCT02804763)和letolizumab (NCT02273960))目前正在研究中，用于治疗各种疾病，如银屑病、类风湿性关节炎、克罗恩病、系统性红斑狼疮、免疫血栓血小板减少性紫癜、原发性胆汁性肝硬化和器官移植。

CDK8 和 CDK19

CDK8和CDK19(两者有97%蛋白同源性)主要调控RNA聚合酶II(RNAP II)的活性。一些CDK分子(CDK1、CDK2、CDK4、CDK6)和相对应的cyclins直接参与细胞周期调控。在一些肿瘤中发现CDK8或CDK19是高表达状态，靶向CDK8和CDK19的抑制剂也已被开发，如Cortistatin A、Senexin A、CCT251921、MSC2530818和BRD6989。之前大多数的研究主要集中在CDK8和CDK19的致癌机制方面，而新的数据表明CDK8和CDK19也可能参与细胞重编程过程。在树突状细胞和巨噬细胞中，BRD6989（CDK8和CDK19的双靶点抑制剂）能够通过增强AP-1的活性上调IL-10的生成，这表明CDK8和CDK19参与先天免疫过程。

两项独立的研究证明抑制CDK8和CDK19的抑制剂能够促进Treg细胞的分化。Akamatsu等人用约5000个不同母核的抑制剂进行功能性筛选，以评估其对不成熟 CD4+ T细胞分化为FOXP3+ Treg细胞的影响。结果表明CDK8和CDK19通过TGFβ非依赖途径，激活STAT5，正向调控FOXP3的表达。在临床前自身免疫性脑脊髓炎和非肥胖糖尿病模型中，体内抑制CDK8和CDK19的活性能够促进抗原特异性Treg细胞的发育，缓解自身免疫病的症状。在另一项研究中，Guo等人使用了CDK8和CDK19抑制剂(CCT251921或Senexin A)增强TGFβ信号传导，促进Treg细胞分化。越来越多的研究表明，CDK8和CDK19抑制剂可能是诱导Treg细胞分化的有力工具，适用于体外Treg细胞治疗。然而，鉴于激酶在其他类型的细胞中也具有重要的功能，这些抑制剂的长期服用可能会有潜在安全风险。

结语

和免疫性疾病相关的小分子激酶抑制剂的研发已经取得了巨大进展，如JAKs、TYK2、IRAK4、BTK、SYK、RIPs和TPL2等激酶抑制剂，针对这些靶点的药物很多已经进入了临床试验。这些药物能够靶向多个免疫相关的信号通路，这些信号通路是研究免疫疾病机制的关键线索，能够让科学家更好地针对信号通路中的不同靶点设计药物。激酶抑制剂的设计是具有选择性的，且有最小的脱靶效应，通常以靶向激酶结构域的ATP结合位点作为激酶抑制剂设计的主要思路。然而，ATP结合位点相对保守，改造性差，因此选择性较好的激酶抑制剂设计思路是关键。目前共价抑制剂和变构抑制剂的设计逐渐成为小分子激酶抑制剂药物设计的主要方向。此外，生物信息学、人工智能结合机器学习可以进一步挖掘化合物的构效信息，加快对化合物信息的提取和筛选。未来的治疗状态可能是靶向多个靶点的小分子药物联合使用，能够缓解免疫疾病的症状，且将副作用降为最低。

参考文献：

Zarrin AA, Bao K, Lupardus P, Vucic D. Kinase inhibition in autoimmunity and inflammation. Nat Rev Drug Discov. 2021 Jan;20(1):39-63. doi: 10.1038/s41573-020-0082-8. Epub 2020 Oct 19. PMID: 33077936; PMCID: PMC7569567.

标签：通路,鹰谷,细胞,p38,激酶,抑制剂,靶点,BTK
来源： https://blog.csdn.net/ShanghaiIntegle/article/details/120265297