科学派 | (二) 靶向磷酸肌醇激酶的小分子药物在疾病治疗中的前景

PIPK超家族

PI4P5Ks and PI5P4Ks

01结构及功能调节

PI(4,5)P2不仅是哺乳动物细胞中最丰富的双磷酸化的肌醇磷酸，还是PI3K的底物，而PI3K，众所周知，在代谢和癌症发生发展中至关重要。除了PI3K信号，PI(4,5)P2还在许多细胞过程中发挥作用，但关于PI(4,5)P2的具体调控机制还有很多未被了解，尤其是与其合成相关的酶。PI(4,5)P2可以由PI催化单磷酸肌醇磷酸化产生，也可以由PI(3,4,5)P3去磷酸化产生。负责产生PI(4,5)P2的激酶被分为两个亚家族，分别被称为I型和II型激酶。经典的I型PI4P5K通过磷酸化PI4P肌醇环D5羟基生成PI(4,5)P2。而非典型II型PI5P4K磷酸化PI5P肌醇环D4羟基生成PI(4,5)P2。尽管PI4P5K和PI5P4K都能产生PI(4,5)P2，但它们发挥作用的时间和定位存在差异，I型激酶主要在细胞膜上发挥作用，而II型激酶在细胞器膜上发挥作用。

在哺乳动物中，I型PI4P5K家族由三种亚型 (PI4P5Kα、PI4P5Kβ和PI4P5Kγ) 组成，分别由基因PIP5K1A、PIP5K1B和PIP5K1C编码。每种亚型都有几种不同的剪接形式，然而，人们对它们的作用仍然知之甚少。利用PI4P5K三种亚型的敲除鼠，研究者证明了这些亚型在体内具有不同的功能。PI4P5K和PI5P4K具有保守的结构元件，包括1个脂质激酶结构域和1个二聚结构域，其整体组成不同于PI3Ks，但与PIKfyve的激酶结构域相似。尽管PI4P5K和PI5P4K都能形成同源二聚体，但二聚化的界面存在差异，此外，PI4P5K-PI5P4K异源二聚体在细胞信号传导中的可能作用仍存在争议。

图1. PI4P5Kα结构

哺乳动物II型PI5P4K共有三种亚型 (PI5P4Kα、PI5P4Kβ和PI5P4Kγ)，分别由PIP4K2A、PIP4K2B和PIP4K2C基因编码。其中，PI5P4Kα和PI5P4Kβ具有83%的序列同源性，而PI5P4Kγ与另外两种亚型的相似性较低。所有三种亚型的敲除小鼠都能存活，寿命正常，表型变化十分微小。

在动力学上，PI5P4Kα激酶活性最高，可达 PI5P4Kβ的100倍，而PI5P4Kγ的激酶活性最低，比PI5P4Kβ低2000倍。不同亚型之间的催化活性差异与结合ATP的G-loop在序列上的差异有关。尽管PI5P4Kα和PI5P4Kβ都具有催化活性，但二者激酶活性调节的机制存在显著差异。在所有脂激酶中， PI5P4Kβ优先使用GTP作为磷酸盐供体，其活性的高低很大程度上反应了细胞内的GTP水平。重要的是，当这三种亚型的激酶在细胞内发挥作用时，激酶活性对它们而言可能也不是必需的，因为PI5P4K可以形成异源二聚体发挥其功能。

尽管PI5P4Kα能更有效地从PI5P催化生成PI(4,5)P2，但其与PI5P4Kβ或PI5P4Kγ形成二聚体后可以更精确地定位在特定膜位置。对PI5P4K调控与细胞对PI5P和PI(4,5)P2的密切相关，而磷酸化在这一过程中起着关键作用。例如，有研究认为，当MAP激酶p38磷酸化PI5P4Kβ上的Ser326后，其催化活性会受到显著抑制，进而导致细胞核内PI5P的积累。在PI5P4Kα和PI5P4Kβ中，这种抑制性磷酸化可能会发生在Ser326和Thr322位置。而在PI5P4Kγ中，Ser324和Ser328是2抑制性磷酸化发生的主要部位，且受mTORC1信号的调控。

02PI4P5K的抑制剂

迄今为止，已有一些研究报道了有效且特异的PI4P5K抑制剂，这些抑制剂仍处于临床前开发的早期阶段。

目前表现最好的是一种被称为ISA-2011B的化合物，然而，尽管ISA-2011B与PI4P5Kα具有高亲和力，并在多种模型中能够抑制其蛋白表达和癌症生长，控制炎症水平，但这种药物有着明显的脱靶效应，会与其他激酶高亲和力地结合，其中就包括IA类PI3K p110α。因此，推动PI4P5Kα抑制剂在临床应用之外的研究，对于进一步优化ISA-2011B，或开发另一种对PI4P5Kα选择性更高的骨架不同的小分子是必要的。

另一种化合物UNC3230在浓度不超过10 μM时可抑制PI4P5Kγ，而对PI4P5Kα无抑制作用。然而，在体外脂激酶实验中，UNC3230对PI5P4Kγ表现出比PI4P5Kγ更高的效力，并对多种其他激酶有明显脱靶效应。因此，尽管UNC3230在生化实验中被证实是一种有效的PI4P5Kγ抑制剂，但仍需被进一步优化。除了其对脂激酶的抑制作用外，研究发现，UNC3230能够调节疼痛的敏感性，以应对各种可能引起疼痛的刺激。基于此，未来的研究将进一步验证PI4P5Kγ作为临床镇痛药物靶点的可行性，并对其潜在的副作用进行评估。

在对阿斯利康的化合物库进行高通量筛选的过程中，研究人员发现了一系列高质量的PI4P5K泛异构体抑制剂，这些抑制剂对所有PI4P5K亚型均有效，且有相较于其他脂激酶100倍以上的选择性。基于以上特性，这些抑制剂可被用作体外探针，用于进一步研究PI4P5K抑制的治疗潜力。重要的是，这些化合物为PI4P5K药物的优化提供了良好的基础，并有望在不久的将来进入临床试验。

03PI4P5K抑制剂在癌症和炎症中的应用

PI4P5K是癌症和炎症治疗中有趣的潜在靶点，因为它们会在细胞膜上催化生成PI(4,5)P2，激活PI3K-AKT信号通路，而PI3K-AKT信号通路是人类癌症和炎症中最常被激活的信号通路之一。迄今为止，PI4P5Kα已被证明在前列腺癌和乳腺癌中存在较高程度的表达，且患者预后不良相关。研究表明，PI4P5Kα和p53或KRAS之间存在假定的直接相互作用，这突出了靶向PI4P5Kα治疗KRAS或TP53突变的癌症可能有额外的效益。PI4P5Kα是T淋巴细胞的免疫细胞受体CD28募集并在免疫突触部位被激活的主要的PI4P5K亚型，此外，PI4P5Kα还是CD28自主信号的关键调节因子，以PI3K依赖的方式激活NF-κB的转录活性以及启动促炎基因的转录。大多数的研究在研究PI4P5Kα的抑制以及其在癌症和炎症中的作用时，都会使用化合物ISA-2011B，这种化合物在作用域PI4P5Kα的同时也强有力地结合IA类PI3K p110α，使其对PI4P5Kα的作用变得难以评估。尽管靶向PI4P5Kα可能有治疗益处，我们仍需要开发一种真正有效且高选择性的PI4P5Kα特异性抑制剂对其用于治疗的可行性进行充分验证。

04PI5P4K的抑制剂

在p53缺失的肿瘤中，PI5P4K早已成为具有吸引力的药物靶点，并被认为是代谢的关键调节因子。靶向PI5P4K的小分子抑制剂尚处于临床前研究极端，包括泛PI5P4K抑制剂和亚型特异性PI5P4K抑制剂。然而，目前PI5P4K抑制剂尚未进入临床应用。

通过对吲哚丙烯腈进行表型筛选，使其选择性地杀死癌细胞，研究者鉴定出靶向PI5P4K的小分子a131。虽然a131制剂在体内的应用是有可能实现的，但a131的水溶性较差，静脉给药后半衰期相对较短，使其应用受到了较大的局限。对>5,700个小分子的生化筛选时，研究者进一步确定了几种具有保守的2-氨基二氢蝶啶酮核心的PI5P4Kα/β双重抑制剂，其中包括激酶抑制剂volasertib, palbociclib和BI-D1870。对这一骨架的进一步改造催生了PI5P4Kα/β双重抑制剂CC260，但由于该化合物的脱靶效应，未来仍需被进一步优化。

THZ-P1-2是PI5P4K的共价抑制剂，对三种亚型均有不可逆的抑制作用。该化合物是以丙烯酰胺基的JNK抑制剂为骨架研发的，并在化学蛋白组激酶筛选中被发现。THZ-P1-2靶向PI5P4K激酶结构域ATP结合袋外保守的半胱氨酸残基。对该分子进行优化可得到衍生化合物compound 30，其选择性得到增强。高通量筛选确定了抑制剂CVM-05-022，经过优化，得到了PI5P4K选择性抑制剂compound 13。目前可用的最佳和最具选择性的PI5P4K抑制剂是拜耳公司开发的1,7-萘吡啶基抑制剂BAY-091 (图2)，尽管其对PI5P4K亚型的选择性尚不清楚。

图2. PI5P4K选择性抑制剂BAY-091

目前，PI5P4K亚型特异性抑制剂也处于临床前研发阶段。如PI5P3Kβ的特异性抑制剂SAR088 (Imanixil, Sanofi-Aventi) 就具备了合适的成药特性，其不会抑制肝脏CYP34A，细胞透过性中等且具有高代谢稳定性。重要的是，药动评估提示SAR088口服给药后具有较好的疗效和生物利用度。再比如，喹唑啉-4-胺化合物NIH-12848被鉴定为PI5P4Kγ抑制剂，作为一种变构调节的非ATP竞争性抑制剂，与假定的PI5P底物结合位点结合。对该化合物骨架进行优化后，可以得到一种被称为compound 40的小分子，能够结合由激活环组成的变构袋以及PI5P4Kγ中一些独特的氨基酸残基。PI5P4Kγ的变构抑制剂NCI-504也以该位点作为靶点，可以破坏细胞中的磷酸肌醇平衡。

05PI5P4K抑制剂在癌症中的应用

靶向PI5P4Ks治疗癌症的可能性在近期的一些综述文章里已有详细的总结。简单来说，在Erb-B2受体酪氨酸激酶2 （ERBB2或HER） 扩增的乳腺癌中，会同时出现PIP4K2B的过表达。然而，PIP4K2B表达的降低却与乳腺癌患者生存率降低存在密切的相关性，这表明PIP4K2B水平过高或过低都可能与疾病发生发展相关。相较正常组织，PI5P4Kα和PI5P4Kβ在乳腺癌中升高，在Trp53缺失基因小鼠模型中，它们的遗传切除可导致肿瘤形成显著减弱。在体外和异种移植的肿瘤模型中，α和β亚型的沉默可以抑制乳腺癌细胞增殖。此外，抑制PI5P4Kα和PI5P4Kβ可以通过损害线粒体功能减少肿瘤细胞增殖和体内肿瘤的形成。

PIP4K2A和PIP4K2C的表达与急性髓系白血病 (acute myeloid leukaemia, AML) 患者的临床预后相关，因此在血液系统恶性肿瘤中靶向PI5P4K可能具备一定的价值。PI5P4K共价抑制剂THZ-P1-2的早期实验数据表明，AML/ALL细胞系对PI5P4K抑制剂敏感。尽管在临床前癌症模型中靶向PI5P4K是有希望的，但这种策略可能并不适用于所有癌症。与正常组织相比，胶质母细胞瘤 (glioblastoma, GBM) 中PI5P4Kα表达下调，而PI5P4Kα在其中发挥了肿瘤抑制作用。此外，拜耳研发的强效和选择性的PI5P4K抑制剂对p53缺失的肿瘤细胞没有显示出抗增殖作用，提示抗肿瘤作用的发挥可能需要PI5P4Kα和PI5P4Kβ的完全丧失，或者抑制剂必须有效抑制PI5P4Kα和PI5P4Kβ亚型。在未来，继续研发具有良好亚型选择性的抑制剂对于癌症的治疗至关重要。

06PI5P4K抑制剂在糖尿病中的应用

在高糖血症和2型糖尿病的治疗中，PI5P4Kβ是一个潜在的靶点。在第一个Pip4k2b基因敲除小鼠模型中，这种关联就已经很明显了 。Pip4k2b−/−的动物虽然可以存活，但其体重显著降低，脂肪明显减少，此外，还表现出对胰岛素的高敏感性。选择性PI5P4Kβ抑制剂SAR088的临床前实验证实了这种表型，抑制剂的使用显著降低了高血糖雄性肥胖大鼠的血糖水平。尽管PI5P4Kβ抑制剂为治疗胰岛素抵抗提供了机会，但由于PI5P4K在胰岛素信号的多个节点上表现出复杂的串扰现象，目前尚不清楚PI5P4K和PI4P5K潜在的形成多种异源二聚体的能力是否会有损SAR088的疗效。

07PI5P4K抑制剂在免疫疾病中的应用

在淋巴结和脾脏等特化的免疫器官中，PI5P4K是高表达的。当小鼠缺乏PI5P4Kγ时，其主要的表型就是过度的炎症反应。尽管Pip4k2c生殖系缺失的小鼠能够正常存活和生长，但其的辅助T (T helper, TH) 细胞活化增强，调节性T (regulatory T, Treg) 细胞减少，血浆促炎细胞因子水平升高。抑制PI5P4Kβ和PI5P4Kγ可有使Treg细胞有效地重编程，以减弱其免疫抑制活性，并增强免疫监视功能。Pip4k2c基因缺失和使用PI5P4Kγ抑制剂NIH-12848治疗地过程中，会出现FOXP3表达的下调，Treg细胞增殖减少，但其他CD4+T细胞水平和TH细胞仍能分化。

08PI5P4K抑制剂在神经退行性疾病中的应用

亨廷顿病 (Huntington disease) 是一种常染色体显性的神经退行性疾病，由突变的huntingtin蛋白聚集导致。利用选择性变构抑制剂NCI-504抑制PI5P4Kγ可以增强细胞自噬，而这或许可以减少突变huntingtin蛋白的积累。NCI-504还能刺激大鼠初级皮层神经元的自噬，同时不影响细胞活力。除亨廷顿病外，阿尔茨海默症和帕金森病也会发生蛋白质聚集。通过靶向PI5P4K诱导自噬后，这些聚集物的分解代谢可能能够缓解神经元毒性。此外，全基因组关联研究 (genome-wide association studies, GWAS) 将PIP4K2A的多态性与患精神分裂症风险升高联系起来，虽然目前没有发现二者之间的因果关系，但可知的是PI5P4K在神经组织中富集，并被认为会影响突触功能。

PIPK超家族

PI4KA and PI4KB

09激酶的调节与结构

哺乳动物有4种PI4K，由II型 (PI4KIIα和PI4KIIβ，分别由基因PI4K2A和PI4K2B编码)和III型 (PI4KIIIα和PI4KIIIβ，分别由基因PI4KA和PI4KB编码) 组成，能催化磷脂酰肌醇生成PI4P。PI4P在多种细胞器中有明确的作用，包括高尔基体-反式高尔基体网络 (Golgi-trans-Golgi network, TGN)、内体膜和质膜。PI4P在这些细胞器上发挥膜蛋白的募集作用，同时还能调节膜蛋白活性以及细胞器之间的脂质运输。II型和III型PI4K的激酶结构域在结构上存在差异，且在进化上也是不同的。两种结构不同的酶同时催化生成PI4P，正提示了PI4P在膜运输、信号转导以及脂质运输等多方面的重要性。

PI4KA和PI4KB具有同源的螺旋结构和脂激酶结构域 (图3)，且在进化上与PI3K相关。然而，这两种蛋白受不同机制调控，其中涉及的结合蛋白以及转录后修饰形式存在差异。

细胞膜上的PI4P库由PI4KA催化生成PI4P的质膜池。由2102个氨基酸残基组成的PI4KA是最大的磷酸肌醇激酶，由1个α-螺线管结构域、1个二聚化结构域、1段螺旋和1个脂激酶结构域组成，其中的脂激酶结构域与PI4KB和PI3K中的脂激酶结构域同源。哺乳动物PI4KA信号复合物还包含了两个额外的调节蛋白：TTC7 (TTC7A或TTC7B) 和FAM126  (FAM126A或FAM126B)。PI4KA-TTC7B-FAM126A三聚体通过PI4KA的二聚化结构域进一步二聚，形成一个约900 kDa的复合物(图3)。在目前提出的机制中，介导PI4KA信号复合物募到细胞膜上的主要是脂化的EFR3，后者可与TTC7结合。

图3. PI4KA和PI4KB的结构

PI4KA基因在酵母和哺乳动物中发挥着不可或缺的作用，药物抑制PI4KA或在基因层面使PI4KA失活都会导致个体迅速死亡。PI4KA在所有组织中普遍表达，但在脑组织中大量富集。PI4KA双等位基因功能缺失突变会导致一系列神经系统疾病，包括神经发育迟缓、大脑发育异常和截瘫。TTC7A的功能缺失突已在炎症性肠病、肠闭锁和联合免疫缺陷患者中被发现，这类似于用PI4KA抑制剂治疗的小鼠中发生的肠道缺陷。PI4KA也是丙型肝炎病毒 (hepatitis C virus) 和脑心肌炎病毒感染的关键宿主因子，病毒劫持PI4KA后，会导致富含PI4P的利于病毒复制的细胞器进一步生成。

PI4KB在高尔基体和TGN上催化PI4P生成，在膜运输和胞质分裂中发挥重要作用。PI4KB由 801个氨基酸残基组成，含有1个螺旋结构域、1个脂激酶结构域以及介导与调控蛋白结合的4个无序区域 (图3)。PI4KB向高尔基体的募集主要是通过与高尔基体驻留蛋白ACBD3和PI4KB N端相互作用介导的。PI4KB的活性也可以通过磷酸化调节，蛋白激酶D (protein kinase D, PKD) 可以磷酸化螺旋结构域和激酶结构域之间的linker，从而导致14-3-3蛋白与PI4KB结合并发挥稳定PI4KB的作用。PI4KB激酶结构域的无序区域也能被蛋白激酶A  (protein kinase A, PKA) 磷酸化，使其对ARMH3的亲和力增加，后者可作为PI4KB活性的正调节因子。此外，PI4KB的C端含有一个两亲性的脂质堆叠传感器基序 (lipid-packing sensor motif)，当高尔基体-TGN堆叠出现缺陷时，可以增加PI4KB的活性。

虽然在酵母中敲除PI4KB的同源蛋白是致命的，但果蝇中PI4KB同源蛋白敲除后，后代则可以存活，虽然雄性果蝇会由于精子发生缺陷而不育。关于小鼠PI4KB敲除的研究尚未发表，但小鼠施旺细胞中PI4KB的缺失会导致周围神经的髓鞘形成异常。多种致病病毒，包括柯布病毒、肠病毒和柯萨奇病毒，都可以劫持PI4KB，形成富含PI4P的有利于病毒复制的细胞器。

10PI4KA的抑制剂

PI3K共价抑制剂wortmannin对于PI4KA和PI4KB最初的生化特征的鉴定至关重要，鉴于III型PI4K对wortmannin的敏感性，它们才得以从II型PI4K中被分离出来。PI4KA在HCV感染中的关键作用促使人们进一步研发有效和特异的PI4KA抑制剂 (图2)。在抗HCV抑制剂的文库筛选中，AL-9被发现，它能抑制PI4KA，同时对PI4KB和p110α的选择性较弱。Boehringer Ingelheim在对抑制PI4KA的小分子化合物进行筛选时发现了多种具有抗HCV活性的PI4KA抑制剂，对PI4KA的选择性大约是PI4KB的10到20倍。目前可用的最有效和选择性最强的PI4KA抑制剂是GSK和阿斯利康研发的分子。GSK通过优化喹唑啉前体，得到了高效且具有选择性的抑制剂GSK-A1。GSK-A1的药代动力学性能较差，喹唑啉GSK-F1具有更好的药代动力学，虽然对PI4KB和PI3K具有相似的选择性，但对PI4KA效力下降。阿斯利康发现了一种2-氨基苯并噻唑衍生物，它对PI4KA的选择性高于PI4KB。进一步优化该化合物骨架可获得高效的PI4KA抑制剂，且选择性得到提高。

与PI4KA抑制相关的毒性限制了PI4KA抑制剂进一步的临床或临床前研发。敲除PI4KA或敲入PI4KA激酶死亡突变体的纯合子小鼠都会出现致死表型，小鼠胃肠道广泛变性。在给小鼠使用GSK的 PI4KA抑制剂时，发现高剂量的药物会导致小鼠突然死亡，在最低剂量下应用时，小鼠虽然可以存活，但会表现出中度至重度的胃肠道异常。这些研究表明，由毒副作用，任何可使用靶向PI4KA的小分子药物实际的应用价值可能都非常有限。

11PI4KB的抑制剂

在针对PI3K p100α的结构-功能研究中，研究者确定了苯噻唑化合物PIK-93，而该化合物也是首批具有半选择性的PI4KB抑制剂之一。尽管PIK-93已被广泛用作“选择性”PI4KB抑制剂，但它抑制PI3K VPS34和p110γ的IC50值几乎相等。基于结构的药物设计催生了多种优化后的的PIK-93衍生物，如在中心噻唑的乙酰胺基团上加入一个t-丁基，可使化合物在具备类似的有效性的同时，兼具相比所有其他磷酸肌醇激酶大200倍的选择性。

目前人们已经发现能够用来预防病毒感染的有效且具有选择性的PI4KB抑制剂 (图4)。Enviroxime被发现能阻止脊髓灰质炎病毒的复制，后续针对肠道病毒感染临床试验启动，但由于治疗效果不足，该临床试验在II期被终止。Enviroxime的吡唑啉-嘧啶胺衍生物 (T-00127-HEV1) 是一种有效的选择性PI4KB抑制剂。从激酶抑制剂库中筛选鉴定得到的化学性质相似的咪唑[1,2-a]吡嗪衍生物BF738735，可抑制CVB3感染，而PI4KB被确定为其主要靶点。此外，人们还开发了含有咪唑[1,2-b]吡啶嗪骨架的衍生物MI14。基于结构辅助的药物设计，对咪唑[1,2-b]吡啶嗪骨架进一步优化，结合最有效的PIK-93衍生物所具备的特征，迄今为止发现的最有效和选择性的PI4KB抑制剂MI356得以被研发出来。

图4. PI4KA和PI4KB抑制剂在病毒感染中的作用

鉴于PI4KB能作为病毒感染的治疗靶点，业界开始致力于研发PI4KB抑制剂作为抗病毒药物。然而，PI4KB抑制剂对免疫系统的毒性和影响使得对其治疗潜力的评估复杂化。诺华公司研发的系列高效选择性氨基咪唑PI4KB抑制剂能够阻断HCV复制，虽然细胞毒性很低，但却会抑制淋巴细胞增殖。除了对免疫系统的影响外，人们还对PI4KB抑制剂的毒性忧心忡忡。Boehringer Ingelheim研发的氨基噻唑系列以及化学性质不同的PI4KB抑制剂T-00127-HEV1对SJL小鼠都表现出了毒性作用。然而，PI4KB抑制剂BF738735在小鼠中具有良好的耐受性，并且在CVB4诱导的胰腺炎模型中具有剂量依赖的保护作用。免疫抑制作用和复杂PI4KB毒性，以及肠道病毒对PI4KB抑制剂的耐药性突变，降低了人们对进一步开发PI4KB抑制剂作为抗病毒治疗的热情。

12PI4KB抑制剂在寄生虫感染中的应用

目前临床上最优的PI4KB抑制剂靶向的是疟原虫或隐孢子虫等寄生虫中PI4KB的同源蛋白。在疟疾的治疗中，一个主要的挑战就是确定能够靶向疟原虫生活史所有阶段的化合物。对靶向疟原虫红内期的化合物进行抗疟药物的高通量筛选时，发现了一种咪唑吡嗪衍生物，该化合物针对PI4KB在疟原虫中的同源蛋白。对于该研究得到的小分子KAI407和KDU691，研究发现，它们对疟原虫PI4KB的选择性比人类脂激酶 (包括人类PI4KB) 都高1000倍，并且对疟原虫生活史的各个阶段都有强大的作用 (图5)。

化学蛋白组筛选将具有抗寄生虫作用的2-氨基吡啶的衍生物确定为PI4KB抑制剂，多样性导向的合成筛选将选择性PI4KB抑制剂确定为抗疟疾药物，这些结果进一步验证了疟原虫PI4KB作为治疗靶点的有效性。2-氨基吡啶衍生物MMV390048对疟原虫生活史的所有阶段都有效，并在疟疾感染的猴模型中显示出良好的效果 (图5)。鉴于人类PI4KB在免疫系统中的重要作用，当PI4KB抑制剂作为抗疟药物时，其对疟原虫PI4KB同源蛋白的选择性至关重要。目前这种分子选择性的机制正在被初步了解，且MMV390048的临床试验正在进行中。通过对MMV390048衍生物进行溶解性和有效性的优化，目前已经得到了更有效的2-氨基吡嗪化合物UCT943。

图5. 靶向PI4KB在疟疾治疗中的潜在作用

13PI4KB抑制剂在癌症中的应用

目前，一些临床前研究已经揭示了在癌症中靶向PI4KA和PI4KB的潜力。PI4KA在细胞上催化生成PI4P，PI4P可被磷酸化成PI(4,5)P2，通过进一步磷酸化生成促生长信号PIP3。HRAS, NRAS和KRAS是人类癌症中最常见的一些突变基因，其中IA类PI3K p110α的活化产生PIP3在Ras驱动的肿瘤发生中至关重要。对Ras互作组的分析确定了PI4KA调节蛋白EFR3A和KRAS之间的相互作用，PI4KA或EFR3A功能异常会导致细胞膜上PI4P、PS和KRAS水平下降，同时下调致癌信号，抑制肿瘤发生。联合使用G12C特异性Ras抑制剂 (sotorasib) 和最强效的2-氨基苯并噻唑PI4KA抑制剂 (AstraZeneca) 处理KRas突变的胰腺细胞，可以发现两种抑制剂对癌细胞的长具有协同抑制作用。另一项研究表明，在胰腺癌小鼠模型中，ORP5/8脂质转运机制的敲除是KRAS肿瘤发生所必需的，而该转运机制介导了PI4P驱动PS转运到细胞膜的过程。在该模型中，与正常组织相比，肿瘤组织中PI4KA和EFR3A上调。这一发现提示，在与PI3K或KRAS抑制剂联用时，PI4KA抑制剂的KRAS突变驱动的肿瘤中可能具有一个有益但有限的治疗窗口，在实际应用时，对该策略的毒性分析仍是必要的。

PI4KB在多种癌症中过表达， PI4KB所在的染色体区域在许多癌症类型中常存在扩增现象。PI4KB的促肿瘤作用被认为是由其募集结合PI4P的致癌蛋白GOLPH3 (Golgi phosphoprotein 3) 的能力介导的，这会导致包括SEMA3C (semaphoring 3C)、PLOD3 (lysyl hydroxylase 3)、TIMP1 (tissue inhibitor of metalloproteinase 1)、PRXD5 (peroxiredoxin 5)、ANXA2 (annexin A2)、CLU (clusterin) 和STC2 (stanniocalcin 2) 等一系列蛋白在内的具有促肿瘤生成作用的效应蛋白分泌增加。以效应最强的小分子PIK-93作为骨架，衍生而来的PI4KB抑制剂具有更好的药代动力学特性，可使染色体1q扩增的肺癌小鼠模型原发瘤减小、对侧肺转移瘤减少，转移较少(图6)。靶向PI4KB的实际应用价值在染色体1q扩增的肺癌中可能较小，因为使用PI4KB抑制剂治疗时，肺癌细胞可通过上调II型PI4K2A (PI4KIIα) 获得对抑制剂的耐受性。

图6. PI4KB抑制剂在癌症中的作用

供稿 | 王彤彤

审稿 | 丛野

责编 | 囡囡

排版 | 可洲