Hedgehog信号通路抑制剂/激动剂临床前药筛平台

2021
02/22

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科途医学
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Hedgehog靶点及信号通路


Hedgehog(Hh)信号通路是胚胎发育所必需的,在成人组织维持、更新和再生过程中起到关键作用。异常激活的Hh信号通路与基底细胞癌、成神经管细胞瘤和横纹肌肉瘤、胰腺癌、肺癌、前列腺癌、卵巢癌及乳腺癌发生发展相关。作为发育、干细胞、肿瘤领域的关键通路,近年来靶向Hh信号通路药物开发成为热门。[1]

当Hh 蛋白通过结合典型受体 Patched (PTCH1)起始信号转导抑制Smoothened(SMO),致SMO 的聚集和磷酸化。SMO 介导下游信号转导,诱导 GLI 蛋白从SUFU上分离下来,进入细胞核启动一系列基因的转录。(图1)

靶向Hh信号通路药物开发,有几类策略[2]:

(1)阻断配体(sHh)蛋白或者表达;

(2)靶向抑制Smoothened(SMO);

(3)抑制Gli转录抑制剂。

 

已经有靶向Hh信号通路药物开发的研新药项目,其中3款药物已上市。除了已经上市的药物,处于临床开发期的SMO抑制剂更多。较具有代表性的药物有:BMS-833923、LY2940680、TAK-441等。

 

可见,Hh通路抑制剂在发育、干细胞和癌症疾病领域发挥着巨大作用,包括辉瑞、诺华、礼来等诸多制药巨头都参与了该药物领域的争夺。随着Hh通路与其他通路的联合应用研究,越来越多的适应症会被开发,是非常值得期待的靶点。



 

细胞药理实验服务


1. 报告基因检测(NIH3T3-GRE-Luc Reporter Gene Assay)

本检测是在稳定转染GRE-Luc质粒的NIH-3T3细胞系中,评价对Hh通路的激活和抑制能力。GRE-Luc质粒是把8段串联的Gli responsive element(GRE)序列,装在荧光素酶启动子位置。一旦Hh通路被激活,NIH3T3-GRE-Luc细胞就会表达荧光素酶,通过检测荧光素酶的水平,评价Hh通路的激活或者抑制。[3, 4]

 


2. SMO竞争结合实验(BODIPY-cyclopamine Binding Assay)

本检测是在稳定转染SMO蛋白的Hek293或者U2OS细胞系中,评价化合物竞争结合到SMO蛋白上Cyclopamine结合位点的能力。Bodipy-Cyclopamine是一种荧光基团修饰的Cyclopamine,可以结合到SMO蛋白。

 
 


3. 细胞向成骨分化实验(Alkaline Phosphatase Assay)

本检测是在小鼠间充质干细胞C3H10T1/2细胞系中,加入重组sHh蛋白或者Hh通路激动剂(SAG),诱导间充质干细胞干细胞成骨分化。碱性磷酸酶(ALP)作为成骨分化的早期标志物。通过检测ALP的活性,评价化合物对成骨分化的抑制效果。

 



 

耐药突变细胞模型


SMO-D473H突变是在一位维莫德吉获得性耐药髓母细胞瘤(medulloblastoma)患者组织中发现的耐药突变。[5]

 

1. 293T-hSMO-D473H(耐药突变):293T细胞稳定表达人SMO耐药突变蛋白。

2. U2OS-hSMO-D473H(耐药突变):U2OS细胞稳定表达人SMO耐药突变蛋白。



 

基于肿瘤类器官模型的工具


  • 适应症发现和拓展:科途医学提供候选药物的临床前适应症筛选服务。在临床试验之前,Hedgehog通路候选药物可以在20余种肿瘤中,快速评价候受试药物在各癌种的响应率,为临床试验的决策提供数据支持。

  • 生物标志物发现:通过对类器官敏感模型和耐药模型的多组学分析,发现药物敏感性相关的生物标志物。

  • 联合用药和耐药性研究:在双药联用和多药联用的临床试验中,通过类器官的药物协同效应评价,可能找到最佳的临床组合设计方案。Hedgehog通路和很多药物耐药相关,开展耐药和联合增敏研究,可以找到复发耐药患者群体作为临床试验适应症。

本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
激动剂,抑制剂,适应症,干细胞,药筛,药物

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