蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶5 (Protein arginine methyltransferases 5, PRMT5)作為一種治療靶點(diǎn)，其主要生理功能是精氨酸的單甲基化和對(duì)稱二甲基化，已引起該領(lǐng)域研究人員的廣泛關(guān)注。據(jù)報(bào)道，PRMT5參與許多細(xì)胞功能，包括細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移和發(fā)育。此外，PRMT5的上調(diào)發(fā)生在不同類型的腫瘤中，并與不良預(yù)后密切相關(guān)。

       目前，已有多種PRMT5抑制劑進(jìn)入臨床試驗(yàn)，用于治療各種癌癥，如伴有MTAP缺失的晚期或復(fù)發(fā)性實(shí)體瘤等。PRMT5抑制劑作為一類新興的抗腫瘤藥物，目前尚處于臨床研發(fā)早期。同時(shí)，PRMT5抑制劑也是繼PARP抑制劑之后最有希望的基于“合成致死”機(jī)制的抗癌藥物。

       PRMT家族及功能

       精氨酸甲基化是一種廣泛存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的翻譯后修飾形式，它與磷酸化和泛素化一樣，可以調(diào)節(jié)多種生物過(guò)程，包括轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、mRNA 翻譯、DNA損傷、受體運(yùn)輸、蛋白質(zhì)穩(wěn)定性和前體mRNA剪接等。PRMT家族共有九個(gè)成員，他們通過(guò)催化甲基從S-腺苷甲硫氨酸 (SAM) 轉(zhuǎn)移到精氨酸殘基的胍基氮原子上進(jìn)行對(duì)稱二甲基化修飾，釋放出S-腺苷-l-同型半胱氨酸(SAH)（圖1）。

       根據(jù)PRMTs（蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶）的催化活性和產(chǎn)物類型，可將其分為三大類：I、Ⅱ、Ⅲ型。I型主要包括PRMT1、PRMT2、PRMT3、PRMT4、PRMT6、PRMT8，催化底物形成不對(duì)稱二甲基化精氨酸；Ⅱ型包括PRMT5及PRMT9，催化底物形成對(duì)稱二甲基化精氨酸；Ⅲ型僅包括PRMT7，負(fù)責(zé)催化底物形成單甲基化精氨酸。

       圖1.PRMT家族成員介紹及甲基化作用機(jī)制

       PRMT5靶點(diǎn)介紹

       PRMT5是主要的II型精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶，與不同的底物蛋白形成大型復(fù)合物，如含有WD重復(fù)序列的蛋白MEP50。PRMT5需要與不同的底物適配器的作用來(lái)識(shí)別和甲基化組蛋白和非組蛋白底物，如：pICln、RioK1和CoPR5。4個(gè)PRMT5和4個(gè)MEP50形成異八聚復(fù)合物。在該復(fù)合物中，PRMT5分子以保守的頭尾排列形式形成兩個(gè)二聚體，而PRMT5四聚體形成復(fù)合物的核心。MEP50通過(guò)N端TIM管與PRMT5結(jié)合（圖2）。研究表明，與單獨(dú)的PRMT5相比，PRMT5和MEP50的復(fù)合物具有更高的甲基轉(zhuǎn)移酶活性。這可能是由于MEP50在輔因子和蛋白質(zhì)結(jié)合中具有亞穩(wěn)態(tài)。PRMT5酶催化非組蛋白底物的甲基化，因此在各種重要的細(xì)胞功能中起作用。

       圖2.PRMT5結(jié)構(gòu)特征

       PRMT5與癌癥的關(guān)系

       PRMT5最早被確定為轉(zhuǎn)錄抑制因子。PRMT5具有癌基因特性，因?yàn)樗軌蛞种颇[瘤抑制基因的表達(dá)。例如，PRMT5過(guò)表達(dá)降低了ST7和NM23的表達(dá)水平。敲低PRMT5會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)減慢，而過(guò)表達(dá)PRMT5會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞過(guò)度增殖。越來(lái)越多的研究證明了PRMT5在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、肺癌、淋巴瘤、乳腺癌和結(jié)直腸癌中的上調(diào)（圖3）。因此，PRMT5成為治療癌癥的一個(gè)有前途的治療靶點(diǎn)。

       圖3.PRMT5在癌癥中高表達(dá)

       3.1 PRMT5與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤

       臨床前研究證明了在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中靶向PRMT5驅(qū)動(dòng)的致癌途徑的可行性。PRMT5在原發(fā)腫瘤和來(lái)自膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的細(xì)胞系中過(guò)表達(dá)。此外，PRMT5過(guò)表達(dá)與細(xì)胞生長(zhǎng)速率相關(guān)，與患者總體生存率呈負(fù)相關(guān)。PRMT5基因衰減導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯、凋亡和細(xì)胞遷移活性喪失。遺傳分析和染色質(zhì)免疫沉淀已經(jīng)確定腫瘤抑制基因ST7是PRMT5沉默的關(guān)鍵基因。PRMT5抑制抑制了PRMT5向ST7啟動(dòng)子的募集，導(dǎo)致ST7表達(dá)恢復(fù)和細(xì)胞生長(zhǎng)抑制，從而提高了臨床前膠質(zhì)母細(xì)胞瘤異種移植模型的存活率。

       3.2 PRMT5與肺癌

       PRMT5在人類肺癌組織樣本中也被發(fā)現(xiàn)高度表達(dá)，而在良性肺組織中未檢測(cè)到其表達(dá)。沉默PRMT5在組織培養(yǎng)中強(qiáng)烈抑制肺腺癌細(xì)胞A549的增殖，并抑制小鼠肺A549異種移植的生長(zhǎng)。體外和體內(nèi)研究表明，PRMT5缺陷導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)受阻可能是由于成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體信號(hào)通路下調(diào)所致。PRMT5選擇性抑制劑抑制肺癌細(xì)胞中SmD3和組蛋白的精氨酸對(duì)稱甲基化，同時(shí)抑制細(xì)胞增殖?？诜RMT5抑制劑在肺腫瘤異種移植模型中顯示抗腫瘤活性。

       3.3 PRMT5與淋巴癌

       PRMT5在淋巴瘤中過(guò)表達(dá)，包括套細(xì)胞淋巴瘤和侵襲性B細(xì)胞淋巴瘤。敲低PRMT5可恢復(fù)RBL2/E2F腫瘤抑制通路，PRMT5基因的轉(zhuǎn)錄沉默可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。PRMT5的激活對(duì)于cyclin - d1介導(dǎo)的腫瘤生長(zhǎng)和增殖至關(guān)重要。PRMT5通過(guò)結(jié)合NF-κB亞基p65使NF-κB二甲基化。此外，淋巴瘤的分子分析顯示，PRMT5介導(dǎo)p53甲基化抑制關(guān)鍵的促凋亡和抗增殖靶基因的表達(dá)。綜上所述，由于PRMT5在淋巴瘤細(xì)胞中的高選擇性表達(dá)以及在多種調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄沉默中的活性，它是一個(gè)理想的淋巴瘤治療靶點(diǎn)。

       3.4 PRMT5與乳腺癌

       與正常乳腺組織相比，超過(guò)一半的乳腺腫瘤表現(xiàn)出更高的PRMT5表達(dá)，主要是由于異?？勺兗艚邮录?。PRMT5/WDR77復(fù)合物介導(dǎo)乳腺癌腫瘤發(fā)生，需要ZNF326蛋白作為底物來(lái)影響乳腺癌轉(zhuǎn)錄組。此外，PRMT5缺失在小鼠模型中顯著抑制乳腺癌細(xì)胞增殖和腫瘤生長(zhǎng)。PRMT5發(fā)揮其致癌功能，部分原因是通過(guò)AKT1在R391位點(diǎn)的直接甲基化來(lái)促進(jìn)AKT通路。PRMT5與程序性細(xì)胞死亡4(乳腺癌原位模型中的腫瘤抑制因子)的共表達(dá)導(dǎo)致腫瘤加速生長(zhǎng)。此外，PRMT5過(guò)表達(dá)與乳腺癌化療耐藥相關(guān)，因此PRMT5抑制劑聯(lián)合常規(guī)化療可能對(duì)乳腺癌治療有積極影響。

       3.5 PRMT5與結(jié)直腸癌

       PRMT5在結(jié)直腸癌(CRC)組織中過(guò)表達(dá)。通過(guò)下調(diào)PRMT5抑制CRC細(xì)胞增殖和組蛋白對(duì)稱H3二甲基化。由于PRMT5介導(dǎo)的組蛋白甲基化直接控制某些癌癥的表達(dá)，它促進(jìn)了CRC相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。此外，NAA40蛋白和mRNA水平在結(jié)直腸癌組織中高于非惡性標(biāo)本。NAA40的缺失抑制CRC細(xì)胞系的增殖和存活，并增加其對(duì)5-氟尿嘧啶治療的敏感性。PRMT5的表達(dá)受NAA40調(diào)控，從而影響CRC的生長(zhǎng)。PRMT5/EZH2復(fù)合物還通過(guò)表觀遺傳抑制CDKN2B表達(dá)促進(jìn)CRC進(jìn)展。

       3.6 PRMT5的“合成致死”抗癌機(jī)制

       2016 年，兩篇發(fā)表在《Science》的文章首次報(bào)道了抑制PRMT5在 MTAP 缺失腫瘤中的“合成致死”效應(yīng)。與PRMT5構(gòu)成合成致死的基因是甲硫腺苷磷酸化酶（MTAP），這是一種抑癌基因，常在腫瘤中發(fā)生缺失。MTAP缺失患者約占全部實(shí)體瘤的15%，包括約15%的NSCLC、28%的食管癌、26%的膀胱癌和10%的食管胃癌等。

       研究表明，MTAP基因缺失的癌細(xì)胞對(duì)PRMT5抑制表現(xiàn)非常敏感。MTAP缺陷細(xì)胞積累代謝物MTA，與PRMT5結(jié)合形成PRMT5-MTA復(fù)合物，從而抑制PRMT5甲基轉(zhuǎn)移酶活性。MTA在缺乏MTAP的癌細(xì)胞中的積累使癌細(xì)胞對(duì)PRMT5-MTA復(fù)合物的進(jìn)一步抑制敏感。PRMT5- MTA復(fù)合物抑制劑(第二代PRMT5抑制劑)的療效取決于癌細(xì)胞的MTAP狀態(tài)。在缺乏MTAP的癌細(xì)胞中，PRMT5-MTA抑制劑只選擇性地影響腫瘤細(xì)胞，而不影響健康細(xì)胞（圖4）。PRMT5-MTA的這種去調(diào)控代謝狀態(tài)可以作為MTAP缺失的腫瘤的潛在治療方法進(jìn)行進(jìn)一步研究。

       圖4.PRMT5的合成致死機(jī)制

       PRMT5抑制劑的

       臨床開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀與問(wèn)題

       目前，針對(duì)PRMT5靶點(diǎn)尚無(wú)藥物批準(zhǔn)上市。根據(jù)抑制劑種類可分為：底物競(jìng)爭(zhēng)性PRMT5抑制劑、SAM競(jìng)爭(zhēng)性PRMT5抑制劑、共價(jià)SAM競(jìng)爭(zhēng)性PRMT5抑制劑SAM/底物雙位點(diǎn)PRMT5抑制劑、PRMT5-MTA complex inhibitor（(MRTX1719)、prmt5 -肽復(fù)合物抑制劑、變構(gòu)PRMT5抑制劑以及PROTAC介導(dǎo)的PRMT5抑制劑、雙靶點(diǎn)PRMT5抑制劑。

       大多數(shù)進(jìn)入臨床試驗(yàn)的PRMT5抑制劑仍處于早期階段（圖5）。到目前為止，臨床試驗(yàn)的結(jié)果總體不太理想：臨床研究表明GSK-3326595對(duì)多種腫瘤類型均有應(yīng)答。然而，89%的參與者報(bào)告了不良事件，包括貧血、血小板減少、中性粒細(xì)胞減少和疲勞。

       JNJ-64619178的I期臨床試驗(yàn)顯示，間歇性給藥對(duì)腫瘤患者具有維持靶點(diǎn)抑制作用。相反，JNJ-64619178在骨髓增生異常綜合征患者中表現(xiàn)出有限/無(wú)療效。大多數(shù)接受JNJ-64619178治療的患者出現(xiàn)不良事件，包括血小板減少、貧血和惡心。

       PF-06939999作為PRMT5抑制劑，在頸部鱗狀細(xì)胞癌和非小細(xì)胞肺癌患者中有客觀的腫瘤反應(yīng)。在臨床試驗(yàn)中觀察到細(xì)胞減少，它們是劑量依賴性和可逆的劑量修正。上述PRMT5抑制劑的臨床試驗(yàn)似乎已經(jīng)叫停。

       事實(shí)上，除了Prelude Therapeutics的項(xiàng)目外，大多數(shù)活躍的項(xiàng)目都致力于第二代PRMT5抑制劑，即PRMT5- MTA抑制劑。在缺乏MTAP的癌細(xì)胞中，MTA取代SAM與PRMT5結(jié)合，形成無(wú)活性的PRMT5-MTA復(fù)合物。第二代PRMT5抑制劑與PRMT5- MTA復(fù)合物結(jié)合，殺死缺乏MTAP的癌細(xì)胞，同時(shí)保留正常細(xì)胞。這種特性允許第二代PRMT5抑制劑更特異性地靶向MTAP缺陷的癌細(xì)胞，并可能降低不良事件的發(fā)生率。因此，后續(xù)應(yīng)該開(kāi)發(fā)更多的二代PRMT5抑制劑來(lái)治療不同類型的腫瘤，特別是MTAP缺失的腫瘤。

       圖5.部分處于臨床階段的PRMT5抑制劑

       小結(jié)

       由于精氨酸甲基化過(guò)程在癌癥疾病發(fā)展中扮演的重要角色，使得PRMT5成為了一個(gè)潛力的癌癥治療靶點(diǎn)。目前，針對(duì)PRMT5抑制劑種類多樣，但大部分仍處于開(kāi)發(fā)的早期階段。

       PRMT5在造血過(guò)程中起著重要的調(diào)節(jié)作用。第一代PRMT5抑制劑對(duì)PRMT5的抑制與患者的血小板減少、貧血和中性粒細(xì)胞減少癥有關(guān)。因此，應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)第二代PRMT5抑制劑，即PRMT5- MTA特異性抑制劑。

       盡管一些第一代PRMT5抑制劑的臨床試驗(yàn)結(jié)果并不理想，但靶向PRMT5用于癌癥治療是有希望的。與此同時(shí)，第二代PRMT5-MTA抑制劑因其對(duì)MTAP缺陷癌癥的高特異性和低不良反應(yīng)發(fā)生率而越來(lái)越受到關(guān)注。這一特點(diǎn)有助于以不同方式優(yōu)化PRMT5抑制劑，進(jìn)一步提高其在MTAP缺失癌癥等疾病中的療效和選擇性，從而驗(yàn)證PRMT5作為抗癌靶點(diǎn)的有效性。PRMT5能否在醫(yī)藥圈掀起風(fēng)暴，我們拭目以待！

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