成功的药物发现依赖于先进的技术平台和价值链中所有学科的全面专业知识。近年来，药物发现的失败率不断上升，这表明多种风险因素会影响药物发现项目的成败。潜在的风险可能与目标和疾病假设的验证、低可药性、不合适的检测系统、错误的选择命中、缺乏靶点结合、毒理学和安全问题或缺乏疗效有关。本研究基于一个生化和一个基于细胞的高通量筛选项目的经验，探讨了其中的关键要素。
靶点的重要性
RAS-SOS1
- 图1. 靶点介绍。图片来源：Benjamin Bader等人，与ELRIG（英国）有限公司合作。
- 3种RAS异构体（H-、N-、K-RAS）作为分子开关，在GDP和GTP状态之间振荡。
- 30%的人类癌症中存在RAS突变（主要在第12和61位），使RAS持续激活。
- GxP与皮摩尔级别的亲和力结合，细胞内浓度为毫摩尔级别，是一个难以成药的目标。
Hippo通路（YAP1/TAZ）
- 生理功能：调节器官生长和大小、细胞增殖和分化、胚胎发生以及组织再生/伤口愈合。
- 整合上游信号，例如Wnt、GPCR和RHO。
- YAP1/TAZ在人类癌症中过表达，与TEAD转录因子相互作用，激活靶基因：
- 增加细胞增殖
- 抗凋亡
- 诱导细胞迁移
- 针对失调的Hippo组分的治疗策略可能是治疗广泛疾病的有效方法。图片来源：改编自Piccolo S等，Clin Cancer Res, 2013
- 通过Yap1过表达诱导小鼠肝癌。图片来源：Liu-Chittenden Y等，Genes Dev, 2012
命中识别
平行命中发现：高通量筛选和片段筛选
- 图片来源：Benjamin Bader等人，与ELRIG（英国）有限公司合作。
带报告细胞系的通路筛选
- 图片来源：Benjamin Bader等人，与ELRIG（英国）有限公司合作。
命中表征与降风险
靶点结合与作用机制
- 表面等离子共振（SPR）：化合物1破坏，而片段1稳定KRAS-SOS1的相互作用。图片来源：Benjamin Bader等人，与ELRIG（英国）有限公司合作。
- 热移位测定、等温滴定微量热法和原生质谱：化合物1被鉴定为SOS1结合剂。图片来源：Benjamin Bader等人，与ELRIG（英国）有限公司合作。
- X射线：片段1和化合物1结合到SOS1的同一表面口袋。图片来源：Benjamin Bader等人，与ELRIG（英国）有限公司合作。
靶点解卷积：BAY-856的直接靶点是什么？
- 图片来源：Benjamin Bader等人，与ELRIG（英国）有限公司合作。
经验教训
生化筛选的成功因素：
- 对于低可药性的靶点，采用多种命中发现方法。
- 建立稳健的二级和正交检测方法，以可靠地验证命中。
- 通过生物物理方法确认靶点结合。
- 在项目早期整合X射线结构支持。
基于细胞的表型/通路筛选的成功因素：
- 在初级和二级高通量筛选阶段包括毒性对照。
- 使用成熟可靠的二级和正交检测方法进行有效的命中验证。
- 实施靶点解卷积方法，如CRISPR-KO、计算机模型和CETSA。
- 通过生化、生物物理和X射线技术确认靶点相互作用。
参考文献
- Hillig, R.C., 等 (2019). 发现通过破坏RAS-SOS1相互作用阻断RAS激活的强效SOS1抑制剂。《美国国家科学院院刊》，116(7)，pp.2551-2560.
- Graham, Keith, 等 (2024). 通过表型筛选发现具有强效抗肿瘤活性的YAP1/TAZ通路抑制剂，通过阻断Rho-GTPase信号传导。《细胞化学生物学》，三月。
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