前言

2018年9月13日，国际著名学术期刊Nature Communications在线发表了题为“A small molecule targeting myoferlin exerts promising anti-tumor effectson breast cancer”的研究成果：首次确定一类新的噻唑邻酮类小分子化合物显著抑制肿瘤的转移，并发现其中一种新型化合物WJ460可特异性靶向MYOF的C2D结构域发挥抗肿瘤转移作用[1]。华东师范大学生命科学学院院长、邦耀生物首席科学家刘明耀教授及团队成员易正芳教授、陈益华教授为共同通讯作者，张涛和李静婕博士为共同第一作者。

研究背景

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤，其全球发病率和致死率在女性所患恶性肿瘤中均位居第一位[2]。肿瘤转移是癌症最重要的生物学特征之一，绝大部分晚期癌症患者都伴随着全身性的肿瘤转移，是患者难以治愈导致死亡的主要原因，也是科学研究和医学治疗中亟待解决的巨大难题。以肿瘤转移过程中发挥重要调控作用的关键蛋白为治疗靶点，开发抑制其功能的候选药物，是治疗临床转移性肿瘤的重要方案。

图1：乳腺癌在全球女性肿瘤患者的发病率和死亡率位居第一[2]

Myoferlin（MYOF）是Ferlin蛋白家族的成员之一，能够广泛参与细胞迁移和侵袭的相关过程，包括膜泡运输、膜受体再循环和分泌蛋白外排等功能[3]。肿瘤中MYOF过表达介导的膜泡运输导致细胞极性丧失、细胞生长信号失控、细胞粘附和细胞间的紧密连接减弱等，对于肿瘤细胞的侵袭和迁移至关重要[4]。靶向MYOF是一种潜在的治疗晚期转移性肿瘤的新策略，但是目前尚无研究针对该靶点开发靶向候选药物。

研究成果

1. 确定一类新型噻唑邻酮类小分子化合物显著抑制乳腺癌的转移

在研究团队自主合成的500多个小分子化合物中， 筛选并发现了噻唑邻酮类小分子化合物能够显著抑制乳腺癌细胞侵袭（图2a），通过药物化学科研人员的构效分析和结构改造（图2b），鉴定得到化合物WJ460 （图2c）能够在纳摩尔级上（nM）显著抑制乳腺癌的侵袭（图2d-f）。

图2：（a）噻唑邻酮类化合物的化学结构式；（b）噻唑邻酮类化合物的构效关系分析；（c） WJ460的化学机构式；（d-f）WJ460抑制乳腺癌细胞侵袭

2. WJ460显著抑制小鼠乳腺癌的肺转移并延长其生存期

WJ460能够剂量依赖性地抑制乳腺癌的肺转移（图3a-c），并抑制肺血管中乳腺癌细胞的浸润（图3d），乳腺癌小鼠的生存率提高了80%以上（图3e）。

图3：（a-c）WJ460抑制乳腺癌肺转移;（d）WJ460显著抑制小鼠肺血管的乳腺癌细胞外渗;  （e）WJ460显著延长乳腺癌小鼠生存期

3. 首次报道靶向MYOF的小分子化合物，并鉴定其靶点为MYOF的C2D结构域

研究人员通过分析化合物的构效关系，在WJ460上标记生物素作为分子探针进行Pull down和质谱分析（图4a)，通过分段表达Pull down（图4b-c）、WJ460竞争实验（图4d）和表面等离子共振（SPR）体外结合实验（图4e）等确认WJ460直接靶向MYOF的C2D结构域，从而调控MYOF所介导的促癌功能，抑制乳腺癌的侵袭和转移。

图4：（a）Pull down和质谱鉴定WJ460与MYOF结合；（b-c）分段表达和Pull down鉴定WJ460与MYOF的C2D结构域结合；（d）竞争实验验证WJ460与MYOF的C2D结构域结合；（e） SPR实验验证验证WJ460在体外直接靶向MYOF的C2D结构域

研究结论

通过本研究，该团队发现一类新的噻唑邻酮类小分子化合物，可以靶向MYOF显著抑制肿瘤的转移。鉴于MYOF在多种恶性肿瘤的高表达，以及WJ460抑制其他癌症迁移的初步探究，WJ460有望成为通过靶向MYOF治疗晚期转移性恶性肿瘤的潜在候选药物。

参考文献

1.   Zhang, T.; Li, J.; He, Y.; Yang,F.; Hao, Y.; Jin, W.; Wu, J.; Sun, Z.; Li, Y.; Chen, Y.; Yi, Z.; Liu, M. Asmall molecule targeting myoferlin exerts promising anti-tumor effects onbreast cancer. Nat Commun 2018, 9, 3726.

2.   Bray, F.; Ferlay, J.;Soerjomataram, I.; Siegel, R. L.; Torre, L. A.; Jemal, A. Global CancerStatistics 2018: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36Cancers in 185 Countries. CA Cancer J Clin 2018.

3.   Cipta, S.; Patel, H. H.Molecular bandages: inside-out, outside-in repair of cellular membranes. Focuson "Myoferlin is critical for endocytosis in endothelial cells". Am JPhysiol Cell Physiol 2009, 297, C481-3.

4.   Goldenring, J. R. A central rolefor vesicle trafficking in epithelial neoplasia: intracellular highways tocarcinogenesis. Nat Rev Cancer 2013, 13, 813-20.