人類和其他脊椎動(dòng)物以及無脊椎動(dòng)物中的細(xì)胞具有在胚胎發(fā)育，細(xì)胞增殖和組織結(jié)構(gòu)中起重要作用的信號(hào)傳導(dǎo)途徑。其中一種信號(hào)通路中的失調(diào)，稱為β-連環(huán)蛋白依賴性Wnt信號(hào)通路，可導(dǎo)致胚胎畸形和乳腺癌和宮頸癌等疾病。

藥物化學(xué)中心(CQMED)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種調(diào)節(jié)這種途徑的方法。在圣保羅研究基金會(huì)的支持下，F(xiàn)APESP通過其技術(shù)創(chuàng)新研究伙伴計(jì)劃(PITE，CQMED是巴西工業(yè)研究和創(chuàng)新機(jī)構(gòu)(EMBRAPII)的一個(gè)部門，專門研究生物制藥和藥品，由大學(xué)的研究人員組成坎皮納斯分子生物學(xué)和基因工程中心(CBMEG)和同一所大學(xué)的生物學(xué)研究所(IB-UNICAMP)。

CQMED與結(jié)構(gòu)基因組學(xué)聯(lián)盟(SGC)合作，并通過(FAPESP)國家科學(xué)技術(shù)研究所(INCT)計(jì)劃，國家科學(xué)和技術(shù)發(fā)展委員會(huì)(CNPq)和巴西提高高等教育協(xié)調(diào)委員會(huì)的支持教育人員(CAPES)。

該研究由UNICAMP的SGC，北卡羅來納大學(xué)教堂山分校，英國牛津大學(xué)，德國歌德大學(xué)(德國)以及其他位于美國的研究機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室合作完成。 ，英國和日本。結(jié)果發(fā)表在Cell Reports雜志上。

“使用我們在過去幾年中開發(fā)的化學(xué)合成化合物，我們能夠提高我們對β-連環(huán)蛋白依賴性Wnt信號(hào)通路調(diào)節(jié)的理解，”Roberta Regina Ruela de Souza告訴AgênciaFAPESP。作為該研究的主要作者，Souza是SGC-UNICAMP的博士后研究員，獲得了FAPESP的獎(jiǎng)學(xué)金。用于研究Wnt信號(hào)通路功能的化合物是AP2相關(guān)激酶1(AAK1)的選擇性抑制劑，由SGC-UNICAMP的研究人員開發(fā)。

以前的研究表明AAK1參與內(nèi)吞作用，細(xì)胞內(nèi)化物質(zhì)來自其外部環(huán)境，如微量營養(yǎng)素，甚至一些病毒和細(xì)菌。已知胞吞作用在調(diào)節(jié)Wnt信號(hào)傳導(dǎo)途徑中起作用，而AAK1的抑制似乎降低其頻率。

為了驗(yàn)證這些假設(shè)并研究AAK1在Wnt信號(hào)傳導(dǎo)中的特定功能，這些研究人員使用該抑制劑作為化學(xué)探針 - 一種能夠在生物模型中選擇性結(jié)合并抑制疾病相關(guān)蛋白功能的小分子。

對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析表明，AAK1通過促進(jìn)低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白6(LRP6)的內(nèi)吞作用，抑制來自各種組織類型的細(xì)胞中的β-連環(huán)蛋白依賴性Wnt信號(hào)傳導(dǎo)。

當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)Wnt與LRP6結(jié)合時(shí)，沿著該途徑的信號(hào)級(jí)聯(lián)開始，LRP6由此被激活并觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)序列，其驅(qū)動(dòng)細(xì)胞發(fā)育，生長和增殖的過程。Wnt還激活A(yù)AK1以便自行關(guān)閉;這可以防止Wtn無限增殖并在信號(hào)通路中引起可能導(dǎo)致癌癥和其他疾病的問題。

研究人員發(fā)現(xiàn)，AAK1通過激活LRP6的內(nèi)吞作用來關(guān)閉Wnt，減少其在細(xì)胞質(zhì)膜中的存在，使其不再可與Wnt結(jié)合。“以這種方式，AAK1使通路失活并中斷整個(gè)信號(hào)級(jí)聯(lián)，”Souza說。

相反，研究人員發(fā)現(xiàn)，Wnt信號(hào)通過AAK1的遺傳沉默或通過它們開發(fā)的分子的藥理學(xué)抑制來激活，這穩(wěn)定了細(xì)胞中β-連環(huán)蛋白的水平。

“這些發(fā)現(xiàn)開辟了調(diào)節(jié)這種信號(hào)通路活動(dòng)的可能性，”Souza說。“抑制AAK1的化合物可以使通路更活躍，例如，通過讓LRP6保留在細(xì)胞質(zhì)膜中。”

藥物前體

該研究的結(jié)果還證實(shí)，研究人員開發(fā)的AAK1抑制劑確實(shí)可以用作化學(xué)探針和干擾內(nèi)吞作用依賴性過程的藥物的前體，例如某些病毒滲入宿主細(xì)胞。

研究人員計(jì)劃與其他研究小組合作研究抑制劑的應(yīng)用，以預(yù)防由蟲媒病毒(由蚊子，蜱和其他節(jié)肢動(dòng)物傳播的病毒)引起的感染，如登革熱，黃熱病和寨卡病毒。

“我們知道蟲媒病毒可以通過內(nèi)吞作用感染細(xì)胞。如果我們使用我們開發(fā)的化學(xué)探針抑制這種途徑，就有可能阻止這些病毒進(jìn)入細(xì)胞，”Souza說。

根據(jù)SGC用于催化藥物發(fā)現(xiàn)的開放科學(xué)模型，AAK1抑制劑將被置于公共領(lǐng)域，以便大學(xué)，研究機(jī)構(gòu)和制藥公司的研究人員可以在旨在促進(jìn)藥物開發(fā)的研究中利用它基于分子。

“SGC在藥物發(fā)現(xiàn)鏈的開始運(yùn)作。我們生產(chǎn)人類蛋白質(zhì)的化學(xué)探針，可用作制藥行業(yè)開發(fā)藥物的初始分子，”Souza說。

除了Souza之外，該文章的其他七位作者都隸屬于CQMED和SGC-UNICAMP。