科研星球

PI3K/ Akt信号通路研究文献剖析

一.Pan-PI3K inhibitors

1.Dactolisib(BEZ235,NVP-BEZ235)是一种双重ATP竞争性 PI3K  mTOR 抑制剂。

①BEZ235显著降低mTOR活化的激酶p70S6K的磷酸化水平。

BEZ235导致S235/S236P-RPS6水平减少。在人肿瘤细胞中,PI3K/Akt/mTOR通路经常被组成性活化。BEZ235阻断PI3KmTOR激酶活性,通过结合于这些酶的ATP结合槽发挥作用。用逐渐增加浓度BEZ235处理PTEN-null细胞系PC3MU87MG时,导致细胞增殖剂量依赖性减少。

参考文献:MairaSM, Stauffer F, Brueggen J, et al. Identification and characterization ofNVP-BEZ235, a new orally available dual phosphatidylinositol 3-kinase/mammaliantarget of rapamycin inhibitor with potent in vivo antitumor activity. MolCancer Ther. 2008;7(7):1851‐1863.

文献摘要:雷帕霉素抑制剂(mTOR)途径的磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K/Akt/哺乳动物靶标通常在人肿瘤细胞中被组成型激活,为抗癌治疗干预提供了独特的机会。NVP-BEZ235是一种咪唑并[4,5-c]喹啉衍生物,可通过与这些酶的ATP结合裂隙结合来抑制PI3KmTOR激酶活性。在使用人类肿瘤细胞系的细胞环境中,该分子能够有效和特异性地阻断PI3K途径的功能异常激活,从而诱导G1)阻滞。NVP-BEZ235的细胞活性在人类癌症的体内模型中转化的很好。因此,该化合物具有良好的耐受性,口服给药时表现出疾病停滞,并且在体内联合研究中使用时增强了其他抗癌药的功效。肿瘤组织的离体药代动力学/药效学分析显示,化合物浓度与PI3K/Akt途径抑制之间存在时间依赖性。总的来说,临床前数据表明NVP-BEZ235是一种有效的双重PI3K/mTOR调节剂,具有良好的药物特性。NVP-BEZ235当前处于I期临床试验中。


3.jpg

 

②BEZ235是一种mTORC1/2催化抑制剂。

参考文献:Roper J, Richardson MP, Wang WV, et al. The dual PI3K/mTOR inhibitorNVP-BEZ235 induces tumor regression in a genetically engineered mouse model ofPIK3CA wild-type colorectal cancer. PLoS One. 2011;6(9):e25132.

文献摘要:使用NVP-BEZ235体外处理CRC细胞系会导致短暂的PI3K阻滞,mTORC1 / mTORC2信号的持续降低以及细胞活力的相应降低(中位IC50= 9.0-14.3 nM)。在成对的同基因CRC细胞系中观察到了类似的效果,这些成对的CRC细胞系仅在存在或不存在活化PIK3CA突变体等位基因时有所不同。用NVP-BEZ235体内治疗带有结肠肿瘤的小鼠会导致短暂的PI3K抑制和对mTORC1 / mTORC2信号的持续阻断。通过光学结肠镜进行纵向肿瘤监测显示,对照小鼠的肿瘤大小增加了97%(p = 0.01),而治疗小鼠则减少了43%(p = 0.008)。 NVP-BEZ235治疗的肿瘤的离体分析表明,增殖减少了56%(p = 0.003),对凋亡没有影响,血管生成减少了75%(p = 0.013)。


4.png

NVP-BEZ235 treatment results in decreased cell viability, transient PI3K blockade inhibition, and sustained mTORC1/mTORC2 blockade.

 

2.    Pictilisib(GDC-0941) 是一种有效的PI3Kα/δ抑制剂,对p110β (11)p110γ(25)具有适度的选择性。

体外研究:GDC-0941也等效作用于PI3Kα PI3KδPI3Kα突变型E545-KH1047-R,也选择性作用于PI3Kβ(10) PI3Kγ(25), 选择性更高地作用于PI3K II, III, IV类成员,包括, C2β, Vps34, DNA-PKmTORGDC-0941 作用于U87MG, PC3,  MDA-MB-361 细胞,有效抑制Akt磷酸化,GDC-0941抑制U87MG, A2780, PC3, MDA-MB-361细胞增殖。

体内研究:GDC-0941 每天按 75 mg/kg剂量处理携带人U87MG 恶性胶质移植瘤的雌性NCr无胸腺小鼠,显著抑制生长,肿瘤生长抑制率为 83%


5.jpg

Growth inhibitory effect of 17 on established human U87MG glioblastoma xenografts in female NCr athymic mice (N = 12 per group, mean ± SD).


参考文献:Folkes AJ, Ahmadi K, Alderton WK, etal. The identification of2-(1H-indazol-4-yl)-6-(4-methanesulfonyl-piperazin-1-ylmethyl)-4-morpholin-4-yl-thieno[3,2-d]pyrimidine(GDC-0941) as a potent, selective, orally bioavailable inhibitor of class I PI3kinase for the treatment of cancer . J Med Chem. 2008;51(18):5522‐5532.

文献摘要:这项工作导致发现了17GDC-0941,它是一种有效的,选择性的,口服生物利用的PI3K抑制剂,目前正在人类临床试验中评估其治疗癌症的能力。

 

体外研究:GDC-0941处理,有效抑制对赫赛汀(曲妥珠单抗)敏感和不敏感的HER2扩增细胞增殖,与赫赛汀(曲妥珠单抗)敏感性无关。GDC-0941抑制含PIK3CA突变的HER2扩增的细胞增殖,且有效抑制抗赫赛汀(曲妥珠单抗)的HER2 扩增乳腺癌细胞增殖和活力。

体内研究:GDC-0941 每天按 150 mg/kg剂量口服处理携带HER2扩增的抗赫赛汀(曲妥珠单抗)的MDA-MB-361.1移植瘤的小鼠,抑制肿瘤生长,且显著延迟肿瘤衰退,与肿瘤中强诱导型凋亡相关。


6.jpg

The PI3K Inhibitor GDC-0941 Inhibits the Growth of Both Trastuzumab-Sensitive and -Insensitive HER2-Amplified Cells


参考文献:Junttila TT, Akita RW, Parsons K, etal. Ligand-independent HER2/HER3/PI3K complex is disrupted by trastuzumab andis effectively inhibited by the PI3K inhibitor GDC-0941 [published correctionappears in Cancer Cell. 2011 Dec 13;20(6):818]. Cancer Cell.2009;15(5):429‐440.

文献摘要:赫赛汀(曲妥珠单抗)是HER2指导的乳腺癌治疗的骨干,对佐剂和转移性患者均有益。在这里,我们描述了曲妥珠单抗的作用机理,抗体治疗可破坏HER2扩增细胞中不依赖配体的HER2 / HER3相互作用。解离的动力学平行于HER3的去磷酸化和PI3K活性的解偶联,导致近端和远端AKT信号的下调,并且与曲妥珠单抗的抗增殖作用相关。选择性有效的PI3K抑制剂GDC-0941与曲妥珠单抗联合使用以及对曲妥珠单抗耐药细胞和肿瘤的治疗均非常有效。

 

体内研究:GDC-0941 显著抑制HCT116, DLD1 HT29细胞生长。

参考文献:García-Martínez JM, Wullschleger S,Preston G, et al. Effect of PI3K- and mTOR-specific inhibitors on spontaneousB-cell follicular lymphomas in PTEN/LKB1-deficient mice. Br J Cancer.2011;104(7):1116‐1125.

文献摘要:结果:AZD8055GDC-09412周内诱导了约40%的肿瘤缩小,并伴有AKTS6KSGK(血清和糖皮质激素蛋白激酶)蛋白激酶的磷酸化作用减弱。这些药物减少了肿瘤细胞的增殖,促进了细胞凋亡并抑制了成纤维细胞的数量。超过3周的AZD8055GDC-0941治疗导致肿瘤体积进一步适度减少,在治疗6周后达到初始体积的约50%。停止药物治疗后,肿瘤以与未治疗的对照肿瘤相同的高速率生长并显示出相似的高等级和弥散形态。结论:这些结果定义了新设计的特异性mTORPI3K抑制剂对自发性肿瘤模型的影响,该模型可能比经常用于评估激酶抑制剂有效性的异种移植模型更具代表性。我们的数据表明,mTORPI3K抑制剂将有益于PI3K途径激活不当的癌症的治疗。但是,单独使用时,可能不会导致这种肿瘤的完全消退。


7.jpg

Tumour regression induced by AZD8055 and GDC-0941 oral administration.

 

在微粒体中,GDC-0941仅有有限的代谢,其口服生物利用度为78%

参考文献:Raynaud FI, Eccles SA, Patel S, et al. Biologicalproperties of potent inhibitors of class I phosphatidylinositide 3-kinases:from PI-103 through PI-540, PI-620 to the oral agent GDC-0941. Mol Cancer Ther.2009;8(7):1725‐1738.

文献摘要:

现在报告药物优化的双环噻吩并嘧啶衍生物PI-540PI-620的性质,以及由此产生的临床开发候选药物GDC-0941。所有四种化合物均抑制磷脂酰肌醇3激酶p110alphaIC50≤10nmol / L。尽管同工型选择性存在一些差异,但这些药物在一组人类癌细胞系中仍表现出与PI-103相似的体外抗增殖特性,在PTEN阴性的U87MG人类胶质母细胞瘤细胞中具有亚微摩尔效价,并且具有可比的磷脂酰肌醇3激酶途径调节作用。 PI-540PI-620在小鼠体内具有较高的组织分布,因此在溶解性和新陈代谢方面均表现出改善。腹腔注射后,这两种化合物的抗肿瘤功效均优于PI-103。在无胸腺小鼠的U87MG胶质母细胞瘤肿瘤异种移植中的剂量,PI-54050 mg / kg bid)和PI-62025 mg / kg)的治疗/对照值分别为34%(抑制66%)和27%(抑制73%)公斤出价)。GDC-0941在小鼠中具有与PI-103PI-540PI-620相当的体外抗肿瘤活性,并在小鼠中表现出78%的口服生物利用度,在150 mg / kg p.o后超过8小时的肿瘤暴露高于50%抗增殖浓度。和持续的磷脂酰肌醇3激酶途径抑制作用。这些特性可导致出色的剂量依赖性口服抗肿瘤活性,每天口服一次。剂量为150 mg / kgU87MG胶质母细胞瘤和IGROV-1卵巢癌异种移植物分别达到98%和80%的生长抑制。总之,这些数据支持了GDC-0941作为一种有效的,口服生物利用的磷脂酰肌醇3激酶抑制剂的开发。GDC-0941最近进入了I期临床试验。


8.jpg


⑤体内研究: GDC-0941 每天按75 mg/kg剂量处理携带自发性B细胞滤泡性淋巴瘤的PTEN+/-LKB1+/hypo小鼠,持续2周,诱导肿瘤体积下降~40%,伴随着AKT, S6K SGK(血清和糖皮质激素蛋白激酶)蛋白激酶的磷酸化被切除。GDC-0941抑制肿瘤细胞增殖,诱导凋亡和抑制中心母细胞数。

9.jpg


参考文献:Haagensen EJ, Kyle S, Beale GS,Maxwell RJ, Newell DR. The synergistic interaction of MEK and PI3K inhibitorsis modulated by mTOR inhibition. Br J Cancer. 2012;106(8):1386‐1394.

文献摘要:联合靶向MAPKPI3K信号通路可能是癌症中最佳治疗活性所必需的。这项研究评估了MEK抑制剂AZD6244PD0325901单独使用,以及与mTOR / PI3K双重抑制剂NVP-BEZ235PI3K抑制剂GDC-0941联合在三种结肠直肠癌细胞系中的作用。结果:所有MEK / PI3K抑制剂组合均表现出明显的协同生长抑制作用。但是,GDC-0941与任何一种MEK抑制剂联用均表现出更大的协同作用。与GDC-0941相比,NVP-BEZ2354EBP1磷酸化表现出更强的抑制作用,对S6AKT磷酸化表现出类似的抑制作用。 PD0325901AZD6244均抑制ERK磷酸化,并且与MEK / PI3K抑制剂组合使用时,对S6磷酸化的抑制作用增加。与GDC-0941相比,NVP-BEZ235MEK抑制剂联用所表现出的协同作用降低可能是由于mTOR的抑制,而添加mTORC1/2抑制剂KU0063794损害了GDC-0941PD0325901组合的协同作用。结论:这些研究证实PI3KMEK的双重靶向可以诱导协同生长抑制。但是,特定的PI3K抑制剂(而非mTOR / PI3K双重抑制剂)与MEK抑制剂的组合可产生更大的协同作用。



QQ客服
电子邮箱
淘宝官店
没有账号?