靶向 RNAPII 转录周期中的 CDK
Targeting CDKs in the RNAPII transcription cycle
转录相关 CDK 贯穿 RNAPII 转录周期协调基因表达,正成为日益受关注的癌症治疗靶点。该综述梳理了这类激酶在癌症相关转录失调中的作用,并总结了调控转录 CDK 的新兴治疗策略。
以CDK为靶点的肿瘤治疗研究,最初聚焦于驱动细胞周期的激酶:CDK4/6等复合物长期被视为理想靶点,但众多抑制剂的临床结果屡屡令人失望,直到高选择性CDK4/6抑制剂配合患者分层才带来实质性临床进展 [1]。与此同时,另一条战线逐渐成形:研究发现肿瘤细胞高度依赖转录机器,BRD4与Mediator共同占据的超级增强子支撑着MYC等癌基因的表达,其组分由此成为潜在的药物靶点 [4]。共价CDK7抑制剂THZ1通过靶向激酶结构域之外的半胱氨酸残基获得选择性,在T-ALL等细胞系中表现出超常敏感,且敏感性与RUNX1超级增强子的脆弱性相关 [2];在MYCN驱动的神经母细胞瘤小鼠模型中,CDK7抑制选择性压低超级增强子相关癌基因,诱导肿瘤消退而未引入系统毒性 [5]。作用于延伸阶段的CDK9同样引人注目:选择性降解剂THAL-SNS-032诱导的细胞凋亡在化合物洗脱后仍不减退,提示降解可带来与抑制截然不同且更持久的药理效果 [3]。
机制层面,近年来的研究把各个环节数据逐步补齐:CDK7的激酶活性通过促进起始因子和Mediator从RNAPII上释放,帮助聚合酶逃离启动子 [6];CDK9对延伸因子SPT5三个位点的磷酸化协同决定暂停释放的时机、延伸速度与终止 [8];CDK13突变则通过破坏核内RNA监视、稳定异常转录本而促癌 [7]。然而这些知识大多散见于单个激酶、单个环节的孤立研究,缺乏把整条RNAPII转录循环中的转录CDK当作一类治疗靶点加以系统审视的框架。
发表在Nature Reviews Drug Discovery上的这篇综述承担了这一任务。文章系统梳理了转录CDK在RNAPII转录循环全程协调基因表达的功能,考察其在肿瘤相关转录失调中所扮演的角色,并着重呈现了调控转录CDK以获取治疗益处的新兴策略,指出这类激酶正日益被认可为治疗靶点。
相较于此前单激酶、单环节的靶点论证 [2,3,5],本文将启动、暂停释放、延伸乃至转录本质量控制等阶段的CDK功能整合为一个面向药物研发的连贯图景,并呼应了从历史挫败走向高选择性策略的经验 [1]。当然,综述所描绘的策略能否兑现临床获益仍待检验:历史教训表明,选择性与患者分层决定CDK抑制剂的成败 [1],新一代转录CDK调控手段如何获得足够的治疗窗口、能否复制CDK4/6的成功,是这个新兴领域必须回答的问题。
- 1.The history and future of targeting cyclin-dependent kinases in cancer therapy · Nat Rev Drug Discov 2015
- 2.Targeting transcription regulation in cancer with a covalent CDK7 inhibitor · Nature 2014
- 3.Pharmacological perturbation of CDK9 using selective CDK9 inhibition or degradation · Nat Chem Biol 2018
- 4.Selective inhibition of tumor oncogenes by disruption of super-enhancers · Cell 2013
- 5.CDK7 inhibition suppresses super-enhancer-linked oncogenic transcription in MYCN-driven cancer · Cell 2014
- 6.CDK7 kinase activity promotes RNA polymerase II promoter escape by facilitating initiation factor release · Mol Cell 2024
- 7.Oncogenic <i>CDK13</i> mutations impede nuclear RNA surveillance · Science 2023
- 8.Tripartite phosphorylation of SPT5 by CDK9 times pause release and tunes elongation rate of RNA polymerase II · Mol Cell 2025
来源:文献与产业新闻 · nature.com