张耀阳|“神药”抗肿瘤有望“一箭三雕”( 二 ) 化学|药物|雷帕|研究|蛋白质

带着对STAT3的假设，研究人员通过一系列细胞和分子层面的功能研究，并结合DARTS、MS、SPR、CETSA、分子计算模拟等多种生物化学、分析化学、计算生物学的方法，最终验证发现雷帕霉素可以直接靶向STAT3 ，调控其转录活性。
接下来的研究，他们发现了一个“意外”惊喜——另一种“不可成药”转录因子c-Myc ，也可以被雷帕霉素所抑制。
孙乐介绍，在多维组学数据中，他们发现雷帕霉素处理细胞不足以引起整个蛋白质组学发生明显变化，但却对蛋白质的动态合成产生了巨大影响。
转录因子是一类可以调控下游很多基因表达的蛋白。研究人员猜想，也许是上游某些转录因子受到了雷帕霉素的影响。
顺着这一思路，研究团队又设计了一些实验，最终证明雷帕霉素确实可以影响c-Myc 。
将进一步优化改造
孙乐告诉采访人员，这项研究困难之处还在于如何证明雷帕霉素可以不依赖mTOR ，直接调控STAT3的功能。
由于目前雷帕霉素只有一个明确已知的靶标mTOR ，并且mTOR和STAT3存在千丝万缕的联系，因此，即使研究团队已经通过多种方法证明了雷帕霉素可以直接物理性地结合STAT3蛋白并影响其功能，也不足以说明药物的体内作用机制就是通过直接调控STAT3产生的。
为此，研究人员又设计了一系列对照实验，最终证明了雷帕霉素调控STAT3的功能可以不依赖mTOR 。
在肿瘤细胞系异种移植模型上，研究人员发现，长期给予小鼠雷帕霉素处理，会导致其STAT3和c-Myc表达量降低，从而抑制体内肿瘤生长。
“雷帕霉素作为被批准上市的药物，在这项研究中被证明可以靶向或影响两个传统上认为‘不可成药’的靶标，在‘老药新用’和肿瘤药物研发中具有潜在意义和价值。 ”张耀阳说。
实际上，这项研究面临着激烈的同行竞争。张耀阳认为，他们的研究之所以能取得成果，一方面是从众多候选蛋白中选对了重要靶标STAT3；另一方面也与团队多年积累、课题组之间的密切合作和研究平台支持分不开。
张耀阳表示，目前雷帕霉素用于肿瘤治疗还多处于临床研究起步阶段。 “STAT3在多种肿瘤中异常激活，我们的工作证明了雷帕霉素直接结合抑制STAT3 ，并影响c-Myc活性。从原理上来说，针对STAT3、c-Myc和mTOR过度表达的多种肿瘤，雷帕霉素都可能具有抑制效果，但具体的临床适应症还需要更多的临床研究和数据。 ”
在孙乐看来，雷帕霉素与STAT3结合常数在亚微摩尔级别，结合力还不算强。因此，为了实现小分子在体内的高效性和安全性，还需要对小分子结构进行优化和改造，以提高小分子和蛋白的亲和力，为STAT3抑制剂的药物研发提供一个新视角。
【张耀阳|“神药”抗肿瘤有望“一箭三雕”】“除了STAT3和c-Myc ，我们在雷帕霉素候选靶标中还发现了其它有趣的重要蛋白质靶标，将用于后续的机制研究和药物研发。 ”张耀阳说。