2019年1月29日，加拿大新興生物醫藥公司Triphase Accelerator及其大股東FACIT宣布與Celgene達成新的戰略合作。Celgene將預付4000萬美元以優先獲得引入TRPH-395的許可，同時承諾在未來的R&D和銷售里程碑付款中支付高達9.4億美元。據說這筆交易是迄今為止加拿大藥物研發機構最大的臨床前資產。
TRPH-395最初由安大略省癌癥研究所(OICR)開發，是WDR5抑制劑。抑制表觀遺傳學中組蛋白甲基轉移酶MLL1及其催化復合物WDR5之間的蛋白質相互作用。目前TRPH-395處于先導化合物優化后期，用于治療包括白血病和實體瘤在內的血液腫瘤。
一個臨床前項目，吸引了Celgene的BD人，開出了10億美元左右的高價，到底有什么魅力！TRPH-395通過直接針對WDR5蛋白來抑制MLL1-WDR5的蛋白相互作用，那么WDR5蛋白到底神圣在哪里？
圖一。WDR5-MLL1(紫色)晶體復合物：WDR5蛋白屬于WD40結構域重復家族(WD40-repeat)蛋白，WDR結構域包含一個環狀七葉-推進器結構域，每片葉包含保守的絲氨酸-組氨酸(SH)和色氨酸-天冬氨酸(WD)序列。WD蛋白R5含有一個由7葉螺旋形成的中央空腔，貫穿上下兩部分。
關于WDR5蛋白
目前，對WDR5的研究大多集中在與組蛋白甲基轉移酶MLL1和SET1家族形成的復合物在表觀遺傳學中的作用和生物學效應。WDR5蛋白(圖1)主要通過與MLL1形成核心催化復合物來發揮調節作用。R5蛋白本身沒有催化活性，但它識別MLL1的Win序列，與其他蛋白形成MWRAD的核心催化復合物(MLL1、WDR5、RBBP5、ASH2L和DYP-30)，催化H3K4的甲基化，激活基因轉錄參與表觀調控(圖2)。最近的研究表明，WDR5蛋白還參與其他生物學過程。例如，在人肺癌細胞A549中，WDR5蛋白可以調節p53信號通路相關基因的表達。WDR5還可以激活自我更新基因的轉錄，使胚胎干細胞自我更新。WDR5和MYC之間的相互作用驅動了腫瘤的發生。在乳腺癌細胞中，WDR5調節Notch基因的表達。在缺氧狀態下，WDR5還可以與HADC3協同激活間充質基因的表達。
關于MLL1
提到WDR5蛋白，就不得不說組蛋白甲基轉移酶MLL1。MLL1是組蛋白H3K4甲基化酶，在正常胚胎發育和造血中起重要作用。在病理條件下，MLL1的基因易位表達產生MLL融合蛋白，使MLL1功能失調，引起下游基因的異常表達，誘發疾病。單獨的MLL1蛋白對H3K4的催化能力較差，當其形成催化復合物MWARD時，催化能力大大提高。WDR5蛋白本身沒有催化能力，但作為介導MLL1與其他蛋白相互作用的橋梁分子，WDR5蛋白是MLL1甲基轉移酶功能所必需的。用小分子抑制劑阻斷MLL1-WDR5的蛋白-蛋白相互作用，或者突變MLL1和WDR5中的一個，可以有效抑制和阻斷白血病進程(圖2)。TRPH-395通過與WDR5蛋白結合，阻斷MLL1-WDR5的蛋白-蛋白相互作用，從而調節MLL1的催化功能，起到治療作用。
圖2:2:MLL 1-wd r5蛋白-蛋白相互作用抑制劑的機制
MLL1-WDR5蛋白-蛋白相互作用抑制劑研究進展
MLL1-WDR5蛋白-蛋白相互作用抑制劑的開發目前處于臨床前研究階段。主要有三個研究單位取得了快速進展：
第一個單位是安大略癌癥研究所(OICR)。OICR與火星創新合作建立了三相加速器，OICR是第一個研究MLL1-WDR5蛋白質相互作用的小分子抑制劑的研究所。研究人員首先通過熒光偏振法高通量篩選得到初始小分子抑制劑WDR5-0101，然后通過基于晶體結構的結構相似性搜索和優化，得到活性、理化性質和PK性質均有所提高的小分子化合物OICR-9429(圖3)。我猜OICR-9429可能是TRPH-395，現在已經和Celgene訂婚了。化合物WO2017147701A1，優先權日為2016年3月1日，保護通式為(圖4):
圖3: MLL1-WDR5蛋白質-蛋白質相互作用小分子抑制劑
圖4:專利WO2017147701A1中保護的一般結構
第二個研究單位是密歇根大學王少猛教授的研究小組，擅長將蛋白質簡化成短肽，最后將肽修飾成小分子。對三肽Ac-ARA-NH2進行氨基酸/非氨基酸突變、構象限制和理化性質改善修飾，得到高活性的線性肽MM-102和環肽MM-401和MM-589(圖5)。該化合物的專利為US20130150309A1和US20110312997A1，專利布局為中國制造。王紹孟教授作為亞圣藥業的創始人之一，曾經出現在亞圣藥業的R&D管道中，但現在已經退出管道。不知道是對靶點信心不足還是這類肽抑制劑，值得進一步關注。
圖5:5:MLL 1-wd r5的蛋白質-蛋白質相互作用的肽抑制劑
第三個研究單位是中國藥科大學游啟東教授研究組，長期從事蛋白質-蛋白質相互作用的研究。在2016年發表的文章中(Eur。醫學博士。化學。2016，116，1-8，歐元。醫學化學博士。2016, 124, 480-489.)，課題組報道，是在WDR5-0102和WDR5-47結構的基礎上，通過結構優化進一步得到的。筆者檢索了國家知識產權局關于WDR5抑制劑的兩項專利：CN105175284B和CN108715585A。這項研究是否與制藥公司達成協議不得而知。
筆者說
通過文獻調研，筆者發現WDR5抑制劑的研究還處于早期臨床前機制驗證階段，僅有細胞活性數據。然而，高活性肽模擬物MM-102/MM-401、OICR-9429或DDO-2117的細胞活性并不理想。雖然OICR-9429具有良好的理化性質和PK性質，但仍然沒有理想的細胞活性。到目前為止，WDR5抑制劑的體內藥效學尚無確切數據。Celgene在這個目標上投入巨大，對這個目標充滿信心。另外，對MLL1-WDR5抑制劑的研究屬于表觀遺傳學中蛋白質-蛋白質相互作用的研究。在表觀遺傳學中，除了DNA甲基化酶和HDAC抑制劑，市面上的藥物很少。組蛋白甲基化酶的研究還處于艱難的掙扎過程中，既沒有亮眼的臨床數據，也沒有大公司的涌入，使得組蛋白甲基化酶的靶點陷入惡性循環。然而，蛋白質相互作用抑制劑的研究也面臨許多困難。然而，Celgene重金投資三相加速器尚在臨床前研究的WDR5抑制劑TRPH-395的舉動，不禁讓人想起當年吉利德收購Pharmasett的Sovaldi。索非布韋的成功能否在WDR5抑制劑上重現，讓我們拭目以待！
參考資料：
1.
2.Z.-等.生物有機醫學化學26(2018)356365