作者贡献:石硕和朱凯负责论文的书写、制图, 张小雷和熊小峰负责文稿的统筹和提高。
利益冲突:全体作者无利益冲突。
2. 长春中医药大学, 吉林 长春 130117
2. Changchun University of Chinese Medicine, Changchun 130117, China
葡萄膜黑色素瘤(uveal melanoma, UM)是成人眼部最常见的恶性肿瘤, 年发病率为1.3/106~8.6/106[1], 约占眼部黑色素瘤的83%、占所有黑色素瘤的3%~5%[2]。UM好发于脉络膜(90%)、睫状体(6%)和虹膜(4%)。针对UM的原位治疗主要包括保留眼球治疗(放疗和激光治疗等)和眼球摘除手术。经原位治疗后, 90%的UM响应良好, 但仍有50%患者在原位治疗后的1~15年内发生血行转移, 80%以上转移至肝脏并导致死亡, 一旦发生转移生存期仅2~7个月[3]。针对转移性的UM可采用的有效治疗手段不足1%[4], 包括化疗和靶向治疗在内的临床常用手段均未显著改善转移性UM患者生存期[1, 2, 5]。临床常将皮肤性黑色素瘤(cutaneous melanoma, CM)治疗手段用于转移性UM探索性治疗[4], 虽然以程序性细胞死亡1 (programmed cell death-1, PD-1)与程序性死亡配体1 (programmed cell death 1 ligand 1, PD-L1)相互作用为免疫检查点的阻断疗法在CM上疗效明显, 但在转移性的UM中, PD-1抑制剂纳武单抗(nivolumab, 商品名OPDIVO)和派姆单抗(MK-3475, 商品名Keytruda)在Ⅱ期临床中均无显著疗效[6], 这可能与UM低肿瘤突变负荷(tumor mutation burden, TMB)和免疫抑制因子表达上调有关[2]。有数据显示, 83%以上UM患者存在编码异源三聚体G蛋白的Gαq亚基(G protein subunit α q, GNAQ)或编码异源三聚体G蛋白的Gαq11亚基(G protein subunit α 11, GNA11)激活突变, 该突变是UM发生的致癌因素[7, 8]。
UM致瘤信号通路具有复杂性, 在UM的临床治疗中, 常以G蛋白下游丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)/蛋白激酶B (protein kinase B, AKT)、Rho激酶(Ras homologue, Rho)/Rho相关激酶(Rho associated kinase, Rock)/Yes相关蛋白(Yes-associated protein, YAP)等级联信号通路以及受体酪氨酸激酶(receptor protein tyrosine kinase, RTK)通路激活为依据开展靶向治疗[9-14] (图 1)。据统计, 45%~86%的原发性UM肿瘤存在MAPK通路过活化[15, 16], G蛋白作为该通路上游调节分子通过经典的第二信使途径触发MAPK通路激活[10]。当G蛋白发生突变活化时可直接与Rho鸟嘌呤核苷酸交换因子(Rho family guanine nucleotide exchange factor, RhoGEF)结合, 激活Rho/Rock信号通路, 促进F-肌动蛋白(F-actin)积聚、黏着斑激酶(focal adhesion kinase, FAK)磷酸化激活。F-actin通过竞争性结合促进YAP从无活性的胞质相关蛋白复合物中游离出来; FAK抑制YAP 127位丝氨酸(S)磷酸化, 促进YAP 357位酪氨酸(Y)磷酸化(YAP 127位丝氨酸磷酸化导致YAP失活, 357位酪氨酸磷酸化提高YAP稳定性和活性[11]), 促进YAP转运至细胞核与转录因子TEAD (transcriptional enhanced associate domain)、SMAD (Smad protein)发生转录激活[17]。经证实在多种癌细胞内, YAP激活可以诱导肿瘤干细胞特性, 促进肿瘤生长、转移、增强耐药性等[18]。此外, G蛋白突变激活下游PI3K/AKT信号通路, 研究统计50%的UM存在PI3K/AKT信号通路过活化, 但在UM中该通路激活主要是由于RTK自分泌激活[9]和紧张素同源蛋白(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten, PTEN)功能缺失[12], 抑癌因子PTEN促进PIP3去磷酸化抑制PI3K/AKT通路激活[12]。目前, 临床上已经评估了丝裂原活化的细胞外信号调节激酶(mitogen-activated extracellular signal regulated kinase, MEK)抑制剂(司美替尼、曲美替尼)、蛋白激酶C (protein kinase C, PKC)抑制剂(AEB071)、PI3K抑制剂(BYL719)、RTK抑制剂(c-Kit抑制剂舒尼替尼、c-Met抑制剂卡博替尼)等对转移性UM的治疗效果[19-21], 不幸的是, Khoja等[22]回溯性分析近20年开展的29例针对转移性UM的Ⅱ期临床试验研究表明, 治疗组应答率普遍低于10%。因此, 针对转移性UM急需更为有效的治疗策略。G蛋白突变激活作为UM发生的关键, 其选择性抑制剂的发现提高了科研工作者将G蛋白作为药物研发靶点的信心[23]。临床前研究证实, 选择性G蛋白抑制剂FR900359在G蛋白突变的UM细胞中具有良好的抗肿瘤效果[24, 25]。因此, 靶向G蛋白突变的抑制剂开发可能是治疗UM极具前景的发展方向。
G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor, GPCR)家族是一个庞大的细胞表面跨膜受体家族, 已经发现有800多个成员。GPCR参与内分泌和代谢等多种生理功能, 同时与肿瘤、免疫和心脏等重多疾病发生有密切联系, 是最重要的药物靶点之一, 目前靶向GPCR的药物占市售药物的20%~30%[26, 27]。作为GPCR下游关键的分子开关, 鸟核苷酸结合蛋白(G蛋白)是一类对二磷酸鸟苷(guanine dinucleotide phosphate, GDP)和三磷酸鸟苷(guanine trinucleotide phosphate, GTP)有高度亲和力的膜内蛋白, 具有水解GTP为GDP的GTPase活性。G蛋白分为单体G蛋白(小G蛋白)和异源三聚体G蛋白复合物(大G蛋白)。大G蛋白由Gα (39~52 kDa)、Gβ (37 kDa)、Gγ (6~9 kDa) 3个亚基组成[28, 29] (图 2)。
G蛋白的活化呈周期样循环, 在非活化状态下Gα亚基与GDP结合, 维持G蛋白以异源三聚体(Gαβγ)形式与GPCR形成复合体(图 2a)。当上游GPCR受到外界刺激并通过构象变化将信号传递给G蛋白后, GTP取代GDP (图 2b)[30, 31]。随后Gα与GβGγ二聚体解聚, 并各自传递信号。Gα亚基在与效应蛋白结合的同时或之后, 将结合的GTP水解为GDP (图 2c)[32], 并再次与GβGγ形成三聚体回到非活化状态(图 2d), 等待下一次信号转导。
基于Gα亚基序列和功能的相似性, 可以将G蛋白分为4种亚类家族: Gi、Gs、G12/13和Gq[23, 33] (图 3)。Gs家族包含Gαs和Gαolf[34], 活化后促进腺苷酸环化酶(adenylate cyclase, AC)产生第二信使环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP), 继而激活cAMP依赖的蛋白激酶。Gi是G蛋白中最大且最多样的家族, 主要包括Gαi1、Gαi2、Gαi3、GαoA、GαoB、Gαs、Gαt1、Gαt2、Gαgust和Gαz[34], Gi活化后产生与Gs相反的生物学功能。G12/13家族包含Gα12和Gα13, 其活化后主要负责调控RhoGEFs[28]。人源性Gq家族主要包括Gαq、Gα11、Gα14、Gα16。Gαq和Gα11在体内广泛分布, 且二者氨基酸序列相似性高达88%[33]。Gα14主要分布在肾、肺和肝等器官, Gα16只在特定的造血细胞内表达[34]。Gq活化后促进磷脂酶Cβ (phospholipase Cβ, PLCβ)水解4, 5-二磷酸脂酰醇(phosphatidylinositol 4, 5-biphosphate, PIP2)产生第二信使三磷酸肌醇(inositol 1, 4, 5-triphosphate, IP3)和二酰甘油(diacylglycerol, DAG), IP3可进一步导致胞质Ca2+浓度增高并引发一系列生理反应。
GPCR家族包含800多个成员, 可以被上千种配体激活, 而G蛋白数量却极其有限, GPCR与G蛋白间偶联模式错综复杂。研究表明, GPCR与G蛋白间的偶联存在选择性[35], 如β1肾上腺素受体(β1-adrenoceptor, β1AR)和五羟色胺受体6 (5-hydroxytryptamine receptor 6, 5-HT6)均偶联Gs (图 4a); 又如某些GPCR可以偶联多种G蛋白, 如β2肾上腺素受体(β2-adrenoceptor, β2AR)既可以偶联Gs又可以偶联Gi[35, 36] (图 4b); 某些GPCR只偶联某一种G蛋白, 如乙酰胆碱受体1 (muscarinic acetylcholine receptor 1, M1)激活后仅偶联Gq; Flock等[35, 37]认为GPCR与G蛋白选择性偶联取决于Gα上一段特定的保守氨基酸序列, 该序列可以被GPCR的不同区域所识别, 不同的GPCR通过不同的残基与Gα上保守氨基酸序列结合, 而GPCR长期进化导致了不同配体使用不同识别残基来识别相同Gα蛋白, 以此提高信号转导效率。GPCR在基因分化期间主要积累两种突变类型:一种维持Gα蛋白偶联选择性, 但改变配体结合特异性; 另一种保持配体结合特异性, 但改变Gα蛋白偶联选择性。偶联相同Gα蛋白的GPCR如果其Gα蛋白偶联选择性是从同一祖先继承而来, 则共享相同的结合残基(GPCR-R1与GPCR-R2, 图 4c), 但如果GPCR通过改变原始祖先Gα蛋白选择性而实现偶联相同Gα蛋白, 则享有不同的结合残基[35] (GPCR-R3与GPCR-R2', 图 4c)。GPCR与G蛋白间偶联选择性为G蛋白小分子抑制剂的开发和功能验证提供了基础理论依据。
UM是一种以突变为典型特征的肿瘤, 如GNAQ、GNA11、半胱氨酰白三烯受体2 (cysteinyl leukotriene receptor 2, CYSLTR2)间互斥突变, 以及真核翻译起始因子1X (eukaryotic translation initiation factor 1A, X-linked, EIF1AX)、剪切因子3B1亚基(splicing factor 3b, subunit 1, SF3B1)、BRCA1相关蛋白1 (BRCA1 associated protein 1, BAP1)间互斥突变等(表 1[9, 13, 38])[38, 39], G蛋白突变激活与UM的发生和转移密切相关[7, 8]。测序结果表明, 95%以上的GNAQ、GNA11突变集中在209位[40], 以209位谷氨酰胺(Q)突变为亮氨酸(L)或脯氨酸(P)为主。209位谷氨酰胺位于GNAQ和GNA11的RAS结构域, 该结构域对Gq的GTPase活性至关重要[17]。209位突变可能导致Gα的GTPase活性丧失, 从而使Gα处于持续活化状态[7, 8]。Q209L和Q209P突变提高Gα亚基对效应器的亲和力, 促进Gα与GβGγ亚基解聚。此外, Q209P突变还可抑制G蛋白信号转导调节蛋白(regulator of G protein, RGS)对Gα负性调控[40] (图 5), RGS是一类GTPase激活蛋白(GTPase-accelerating protein, GAP), 通过直接与激活的Gα结合加速GTP水解(> 1 000倍), 促进G蛋白信号通路失活[32, 41]。部分突变也发生于183位, 以R (精氨酸) 183C (半胱氨酸)突变为主, 但该突变的发生频率和对G蛋白激动效果都远不及209位突变[8]。因此, 靶向Gα亚基突变, 尤其是Q209位突变研发新型UM治疗药物具有重大意义。
基于GNAQ/GNA11在UM的高频突变, 靶向GNAQ/GNA11小分子抑制剂开发可能是UM治疗极具前景的策略。然而, 靶向Gq突变的研究仍处于初始阶段。目前经确证的选择性Gq抑制剂仅有YM-254809和FR900359及其衍生物, 泛G蛋白抑制剂包括BIM-46714及其二聚体BIM-46187和多肽类G蛋白拮抗剂-2A、27残基肽(I860A)等。
2.1 选择性Gq抑制剂FR900359和YM-254890FR900359又名UBO-QIC, 于1988年从植物朱砂根Ardisia crenata sims中提取分离得到, 具有抑制血小板聚集和降血压等作用[42]。YM-254890于2003从色素杆菌sp.QS3666发酵液中分离得到, 起初作为一种新型血小板凝集抑制剂[43], 用于抗血栓和溶血栓研究[44]。YM-254890和FR900359提取来源不同, 但结构却极其相似[45] (图 6)。
YM-254890相对FR900359发现较晚, 但却是第一个被证实可选择性靶向Gq的抑制剂[46]。YM-254890的发现及作为Gq选择性抑制剂对研究Gq激活及Gq偶联的信号通路具有重要意义。2010年Nishimura等[47]成功得到了YM-254890与Gq蛋白的结晶, 首次提供了G蛋白与小分子结合的结构信息。基于结构相似性, 2015年Inamdar等[48]证实FR900359也是一种选择性Gq抑制剂, 对G12/13、Gs和Gi均不具有抑制作用。YM-254890和FR900359作为核苷酸解离抑制剂(GDP dissociation inhibitor, GDI)均可结合到靠近核苷酸结合口袋的Gq铰链1 (linker 1)和开关Ⅰ (switch Ⅰ)结构域之间。Switch Ⅰ构象变动是启动G蛋白的关键[49], 当化合物结合后阻碍了switch I运动, 导致GDP被束缚于核苷酸结合口袋内, 通过阻滞GDP/GTP交换致使Gq处于失活状态[25, 47] (图 7)。由于YM-254890提取工艺复杂、产率低、合成困难, 因此长期以来仅作为Gq研究工具使用, 而未开展相关临床试验。2016年Xiong等[45]报道了YM-254890和FR900359及其衍生物的全合成路线, 并首次测定出YM-254890和FR900359抑制Gq的IC50分别为0.095和0.033 μmol·L-1, 证实FR900359是目前对Gq抑制效果最强的化合物, 但复杂的合成过程使得YM-254890和FR900359的大规模制备仍然不可能实现。经测定YM-254890对Gαq R183C突变激活抑制效果明显好于Gαq Q209L[46], 而FR900359无论对野生型、183突变和209突变都有明显的抑制作用[25]。目前常以FR900359作为UM研究的工具化合物。
在体外实验中, Feng等[13, 24, 50, 51]证明FR900359在GNAQ/GNA11突变的MEL270、OMM1.3、92.1和UM002B细胞中剂量依赖地抑制细胞存活, 而对BRAF突变的SK-MEK-28和OCM3细胞, 在同剂量下几乎不具有杀伤细胞作用。FR900359可在3D培养中剂量依赖抑制OMM1.3细胞克隆形成, 促进UM细胞G1期阻滞、细胞凋亡和抑制细胞迁移等。FR900359的作用效果与G蛋白突变具有强烈的相关性, 提示G蛋白突变激活作为UM驱动因素在UM恶性增殖中承担重任。在UM复杂的致瘤信号通路中, FR900359可抑制Rho/Rock/YAP通路关键蛋白FAK磷酸化, 并以剂量依赖方式促进YAP S127磷酸化, 抑制YAP转录入核[13, 24]。在MAPK信号通路中, FR900359对G蛋白突变株可剂量依赖抑制下游ERK/MEK磷酸化水平, 而对多数非G蛋白突变株抑制效果不显著[24, 25]。此外, FR900359可介导起始复合物2 (polycomb repressive complex 2, PRC2)沉默[51], 促进黑色素细胞再分化, 经证实PRC2在包括UM在内的多种癌症中具有维持肿瘤干细胞特性和促进自我更新等作用[52]。体内实验表明, 相较于BRAF突变的UM, FR900359对Gq突变的UM异种移植瘤有明显效果[50]。以上研究提示, 直接靶向G蛋白突变作为抗肿瘤药物研发靶点是可行且有效的。
2.2 泛G蛋白抑制剂BIM-46174和BIM-46187BIM-46174是一类咪唑并哌嗪类小分子化合物(图 8)。2006年Prévost等[53]报道BIM-46174为泛G蛋白抑制剂, 可选择性抑制霍乱毒素(cholera toxin, CTX)介导Gs激活引起的cAMP水平升高, 而对毛喉素介导AC激活引起cAMP积累无抑制效果, 并以可逆方式抑制Gs偶联GPCR介导的cAMP积累。此外, BIM-46174在体内外实验中均显示出抑制肿瘤细胞增殖、存活和侵袭等作用, 其在细胞水平抑制细胞增殖的IC50为0.6~25 μmol·L-1 [53]。对G蛋白其他亚型, BIM-46174抑制Gq介导的IP1 (IP3水解产物[54])产生, 并对偶联Gi/o的Wnt-2卷曲受体和偶联Gq的高亲和性神经降压素受体介导的癌细胞侵袭表现出抑制效果。初步说明, BIM-46174对泛G蛋白均有一定抑制作用[53]。
BIM-46187是BIM-46174的氧化二聚体形式(图 8), 起初被发现可引起强烈的痛觉过敏反应, 并与吗啡有很强协同作用[55]。2009年Ayoub等[56]发现BIM-46174可抑制多种GPCR (抗利尿激素受体V2、β2肾上腺素受体、五羟色胺受体、蛋白酶激活受体1、溶血磷脂酸受体和γ氨基丁酸受体)介导的IP1、cAMP的产生和SRE-Luc荧光素酶报告基因表达, 表明BIM-46187对Gs、Gi、Gq和G12/13具有普遍抑制作用。使用生物发光(BRET[57])和荧光共振能量转移(FRET[54])发现, 在重组的GPCR、G蛋白细胞株中BIM-46174可通过直接与Gα亚基结合, 阻碍G蛋白与GPCR复合物间相互作用, 实现GDP/GTP交换抑制[56]。2014年Schmitz等[58]通过分子动力学模拟(molecular dynamics, MD)对BIM (BIM-46174和BIM-46187)的作用模式展开深入研究, 推测BIM (BIM-46174和BIM-46187)绑定到Gα亚基α4环(α4 loop)和α4螺旋(α4 helix)之间, 以允许GDP从核苷酸结合口袋中退出但阻止GTP进入方式将Gα困在空腔结构中, 有别于YM-254890和FR900359将GDP束缚在核苷酸结合口袋内[58] (图 9)。该研究结果与Ayoub等[56, 58]报道的BIM-46187作用于Gαi2o偶联的白三烯受体时显示BIM-46187允许GDP解离但阻止GTP结合一致。虽然BIM-46187作为一种泛G蛋白抑制剂, 但呈细胞环境依赖方式干扰G蛋白信号。在特定细胞内BIM-46187只抑制Gq信号, 当胞内Gα蛋白表达丰度存在差异也会影响该化合物的抑制效果[58]。在结构上BIM-46187比单体BIM-46174仅多了1个二硫键, 但Schmitz等[58]报道在CHO细胞和HEK293细胞中, BIM-46187比BIM-46174显示更强的Gq抑制作用。此外, 在胞外特定条件下小单体BIM-46174可完全转化为二聚体形式, 表明二硫键的存在似乎不影响化合物的细胞膜透过性, 甚至改善了反应动力学和化学计量学效应, 致使二聚体比单体显示更高活性[59]。
G蛋白拮抗剂-2A (G protein antagonist-2A, GP-2A)是一类十一氨基酸神经肽(substance P, SP)类似物, 氨基酸序列为Arg-Pro-Lys-Pro-Gln-D-Trp-Phe-D-Trp-Met-NH2 (图 10), 但二级结构一直未见报道。起初作为一种SP拮抗剂有刺激组胺释放作用[60], 后被发现可抑制Gq偶联的M1受体介导的GTP水解, 而对Gi偶联的M2受体介导的GTP水解无明显抑制[61]。有文献[60]报道, GP-2A截短型肽GPAnt-2 (pGlu-Gln-D-Trp-Phe-D-Trp-D-Trp-Met-NH2)可抑制Gi偶联的M2受体和Gs偶联的β2肾上腺素受体介导的GTP水解, GPAnt-2以可逆方式与Gi/Gs竞争性结合GPCR抑制G蛋白活化。而GP-2A对G蛋白抑制机制一直有待确证, 此外, 其细胞透过性、对G蛋白的选择性和疾病模型中的作用也需进一步考量。
27残基肽(I860A) (27mer (I680A))是一类基于蛋白-蛋白相互作用衍生出的一类合成肽, 研究发现Gq下游效应器(PLCβ和p63RhoGEF)均以相似的卷曲螺旋结构(helix-turn-helix, HTH)结合到Gq的Switch Ⅱ和螺旋结构α3之间。27mer (I860A)是PLCβ HTH结构域860位异亮氨酸(I)突变为丙氨酸(A)的27残基肽(His-Gln-Asp-Tyr-Ala-Glu-Ala (860位)-Leu-Ala-Asn-Pro-Ile-Lys-His-Val-Ser-Leu-Met-Asp-Gln-Arg-Ala-Arg-Gln-Leu-Ala-Ala), 期望以残基取代全长效应器竞争性结合Gq而抑制G蛋白活化。体外实验表明27mer (I860A)对活化的Gq有较高的亲和力(KD = 400 nmol), 但不结合Gαi1、Gαt和Gαs[62]。但目前27mer (I860A)的构效关系、细胞透过性和G蛋白选择性等都需要进一步考究。
3 小结与展望UM中Gq的高频突变促使更多研究者把视线聚焦到GPCR-G蛋白通路高频突变与癌症发生上, 随着深度测序技术的发展, 越来越多G蛋白突变在各种癌症中被揭示, 如在某些类型的胰腺癌中Gαs突变率高达70%[63], 在上皮性T淋巴瘤中Gαi2突变率在24%左右[64], G蛋白突变在癌症研究中不断彰显。目前转移性的UM仍然是难以治疗的癌种, 临床治疗手段极其有限。基于UM中Gq的高突变率, 靶向Gq突变的抑制剂开发可能是攻克UM极具前景的方向。但由于不同亚型G蛋白在一级序列和三维结构等方面具有高度相似性, 因此, 开发对不同G蛋白亚型有高度选择性的抑制剂极富挑战性。目前经证实, 可以选择性靶向Gq的抑制剂仅有YM-254890和FR900359及其类似物, 但该类化合物提取分离工艺复杂、产率低、合成困难而难以批量化生产, 此外其在突变型和野生型Gq间选择性不强, 若开发成药物需要制定策略将化合物精准地传递到靶细胞, 以避免干扰正常的Gq级联信号。因此, 急需开发新型成药性良好的G蛋白选择性抑制剂。
UM致瘤信号通路具有复杂性, 基于UM致瘤信号通路开展的各项临床研究表明, 如果仅靶向单一潜在靶点开展单独用药, 难以取得显著生存获益, 因此, 目前针对转移性的UM一般主张多通路多靶点联合用药。此外, 对UM患者需要有针对性地检测基因表达谱从而更精准地判断预后, 制定更加个体化和更有效的诊疗方案。如Gq突变的UM患者中, 基于Gq突变可直接触发Rho/Rock/YAP信号通路激活[13, 17, 65], 提示对Gq突变的UM患者在进行靶向治疗时, 可针对Rho/Rock/YAP通路结合MAPK、PI3K等通路开展联合用药[9, 10, 15, 66, 67]。总体来说, 针对UM患者, 开发高活性、高选择性的G蛋白抑制剂结合个体化联合治疗将是未来治疗的发展方向。
[1] |
Virgili G, Gatta G, Ciccolallo L, et al. Survival in patients with uveal melanoma in Europe[J]. Arch Ophthalmol, 2008, 126: 1413-1418. DOI:10.1001/archopht.126.10.1413 |
[2] |
Xiang ZZ, Liu L. Progress in diagnosis and treatment of uveal melanoma[J]. West China Med J (华西医学), 2018, 33: 1433-1440. |
[3] |
Van Ginderdeuren R, Cerbone L, Fieuws S, et al. Clinical presentation, pathological features and natural course of metastatic uveal melanoma, an orphan and commonly fatal disease[J]. Oncology, 2014, 86: 185-189. DOI:10.1159/000358729 |
[4] |
Chattopadhyay C, Won Kim D, Gombos D, et al. Uveal melanoma: from diagnosis to treatment and the science in between[J]. Cancer, 2016, 122: 2299-2312. DOI:10.1002/cncr.29727 |
[5] |
Yang J, Manson DK, Marr BP, et al. Treatment of uveal melanoma: where are we now?[J]. Ther Adv Med Oncol, 2018, 10: 1-17. |
[6] |
Piperno-Neumann S, Servois V, Mariani P, et al. Activity of anti-PD1 drugs in uveal melanoma patients[J]. J Clin Oncol, 2016, 34: 9588. DOI:10.1200/JCO.2016.34.15_suppl.9588 |
[7] |
Van Raamsdonk CD, Bezrookove V, Green G, et al. Frequent somatic mutations of GNAQ in uveal melanoma and blue naevi[J]. Nature, 2009, 457: 599-602. DOI:10.1038/nature07586 |
[8] |
Van Raamsdonk CD, Griewank KG, Crosby MB, et al. Mutations in GNA11 in uveal melanoma[J]. N Engl J Med, 2010, 363: 2191-2199. DOI:10.1056/NEJMoa1000584 |
[9] |
Park JJ, Diefenbach RJ, Joshua AM, et al. Oncogenic signaling in uveal melanoma[J]. Pigment Cell Melanoma Res, 2018, 31: 661-672. |
[10] |
Chen X, Wu QX, Depeille P, et al. RasGRP3 mediates MAPK pathway activation in GNAQ mutant uveal melanoma[J]. Cancer Cell, 2017, 31: 685-696. DOI:10.1016/j.ccell.2017.04.002 |
[11] |
Li P, Silvis MR, Honaker Y, et al. αE-catenin inhibits a Src-YAP1 oncogenic module that couples tyrosine kinases and the effector of Hippo signaling pathway[J]. Genes Dev, 2016, 30: 798-811. DOI:10.1101/gad.274951.115 |
[12] |
Gong Q, Chen J. The research status about the relationship between PTEN/PI3K/Akt signal transduction pathway and colorectal cancer[J]. Chin J Gastroenterol Hepatol (胃肠病学与肝病杂志), 2016, 25: 706-710. |
[13] |
Feng XD, Arang N, Rigiracciolo CD, et al. A platform of synthetic lethal gene interaction networks reveals that the GNAQ uveal melanoma oncogene controls the Hippo pathway through FAK[J]. Cancer Cell, 2019, 35: 457-472. DOI:10.1016/j.ccell.2019.01.009 |
[14] |
Abdel-Rahman MH, Pilarski R, Cebulla CM, et al. Germline BAP1 mutation predisposes to uveal melanoma, lung adenocarcinoma, meningioma, and other cancers[J]. J Med Genet, 2011, 48: 856-859. DOI:10.1136/jmedgenet-2011-100156 |
[15] |
Pópulo H, Vinagre J, Lopes JM, et al. Analysis of GNAQ mutations, proliferation and MAPK pathway activation in uveal melanomas[J]. Br J Ophthalmol, 2011, 95: 715-719. DOI:10.1136/bjo.2009.174417 |
[16] |
Boru G, Cebulla CM, Sample KM, et al. Heterogeneity in mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway activation in uveal melanoma with somatic GNAQ and GNA11 mutations[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2019, 60: 2474-2480. DOI:10.1167/iovs.18-26452 |
[17] |
Feng XD, Degese MS, Iglesias-Bartolome R, et al. Hippo-independent activation of YAP by the GNAQ uveal melanoma oncogene through a trio-regulated Rho GTPase signaling circuitry[J]. Cancer Cell, 2014, 25: 831-845. DOI:10.1016/j.ccr.2014.04.016 |
[18] |
Wang DY, He JX, Dong JX, et al. The HIPPO pathway in gynecological malignancies[J]. Am J Cancer Res, 2020, 10: 610-629. |
[19] |
Shoushtari AN, Kudchadkar RR, Panageas K, et al. A randomized phase 2 study of trametinib with or without GSK2141795 in patients with advanced uveal melanoma[J]. J Clin Oncol, 2016, 34: 9511. DOI:10.1200/JCO.2016.34.15_suppl.9511 |
[20] |
Piperno-Neumann S, Kapiteijn E, Larkin JMG, et al. Phase I dose-escalation study of the protein kinase C (PKC) inhibitor AEB071 in patients with metastatic uveal melanoma[J]. J Clin Oncol, 2014, 32: 9030. DOI:10.1200/jco.2014.32.15_suppl.9030 |
[21] |
Khoja L, Atenafu EG, Joshua AM. Meta-analysis of phase Ⅱ trials in metastatic uveal melanoma (MUM) to determine progression-free (PFS) and overall survival (OS) benchmarks for future phase Ⅱ trials: an irci-ocular melanoma initiative[J]. J Clin Oncol, 2016. DOI:10.1200/JCO.2016.34.15_suppl.9567 |
[22] |
Khoja L, Atenafu EG, Suciu S, et al. Meta-analysis in metastatic uveal melanoma to determine progression free and overall survival benchmarks: an international rare cancers initiative (IRCI) ocular melanoma study[J]. Ann Oncol, 2019, 30: 1370-1380. |
[23] |
Li J, Ge Y, Huang JX, et al. Heterotrimeric G proteins as therapeutic targets in drug discovery[J]. J Med Chem, 2020, 10: 5013-5020. |
[24] |
Lapadula D, Farias E, Randolph CE, et al. Effects of oncogenic Gαq and Gα11 inhibition by FR900359 in uveal melanoma[J]. Mol Cancer Res, 2019, 17: 963-973. DOI:10.1158/1541-7786.MCR-18-0574 |
[25] |
Schrage R, Schmitz AL, Gaffal E, et al. The experimental power of FR900359 to study Gq-regulated biological processes[J]. Nat Commun, 2015, 6: 10156. DOI:10.1038/ncomms10156 |
[26] |
Croce M, Ferrini S, Pfeffer U, et al. Targeted therapy of uveal melanoma: recent failures and new perspectives[J]. Cancers (Basel), 2019, 11: 846. DOI:10.3390/cancers11060846 |
[27] |
Yin L, Chen X, Yang XY, et al. Mechanisms of β-arrestin-biased GPCR signal transduction and advances in drug research[J]. Acta Pharm Sin (药学学报), 2019, 54: 66-72. |
[28] |
Zhang H, Nielsen AL, Strømgaard K. Recent achievements in developing selective Gq inhibitors[J]. Med Res Rev, 2020, 40: 135-157. DOI:10.1002/med.21598 |
[29] |
Wei Q, Zhou WB, Hu GZ, et al. Heterotrimeric G-protein is involved in phytochrome A-mediated cell death of Arabidopsis hypocotyls[J]. Cell Res, 2008, 18: 949-960. DOI:10.1038/cr.2008.271 |
[30] |
Johnston CA, Siderovski DP. Receptor-mediated activation of heterotrimeric G-proteins: current structural insights[J]. Mol Pharmacol, 2007, 72: 219-230. DOI:10.1124/mol.107.034348 |
[31] |
Ballesteros JA, Jensen AD, Liapakis G, et al. Activation of the beta 2-adrenergic receptor involves disruption of an ionic lock between the cytoplasmic ends of transmembrane segments 3 and 6[J]. J Biol Chem, 2001, 276: 29171-29177. DOI:10.1074/jbc.M103747200 |
[32] |
Zhu XB, Zhu X, Yu YF, et al. Advances of research on regulators of G protein signaling[J]. Chin Agricultural Sci Bull (中国农学通报), 2014, 30: 248-253. |
[33] |
Kamato D, Mitra P, Davis F, et al. Gαq proteins: molecular pharmacology and therapeutic potential[J]. Cell Mol Life Sci, 2017, 74: 1379-1390. DOI:10.1007/s00018-016-2405-9 |
[34] |
Syrovatkina V, Alegre KO, Dey R, et al. Regulation, signaling, and physiological functions of G-proteins[J]. J Mol Biol, 2016, 428: 3850-3868. DOI:10.1016/j.jmb.2016.08.002 |
[35] |
Flock T, Hauser AS, Lund N, et al. Selectivity determinants of GPCR-G-protein binding[J]. Nature, 2017, 545: 317-322. DOI:10.1038/nature22070 |
[36] |
Seyedabadi M, Ghahremani MH, Albert PR. Biased signaling of G protein coupled receptors (GPCRs): molecular determinants of GPCR/transducer selectivity and therapeutic potential[J]. Pharmacol Ther, 2019, 200: 148-178. |
[37] |
Sakarya O, Kosik KS, Oakley TH. Reconstructing ancestral genome content based on symmetrical best alignments and Dollo parsimony[J]. Bioinformatics, 2008, 24: 606-612. DOI:10.1093/bioinformatics/btn005 |
[38] |
Robertson AG, Shih J, Yau C, et al. Integrative analysis identifies four molecular and clinical subsets in uveal melanoma[J]. Cancer Cell, 2017, 32: 204-220. |
[39] |
Gao JJ, Aksoy BA, Dogrusoz U, et al. Integrative analysis of complex cancer genomics and clinical profiles using the cBioPortal[J]. Sci Signal, 2013. DOI:10.1126/scisignal.2004088 |
[40] |
Maziarz M, Leyme A, Marivin A, et al. Atypical activation of the G protein Gαq by the oncogenic mutation Q209P[J]. J Biol Chem, 2018, 293: 19586-19599. |
[41] |
DiGiacomo V, Maziar M, Luebbers A, et al. Probing the mutational landscape of regulators of G protein signaling proteins in cancer[J]. Sci Signal, 2020, 13: eaax8620. DOI:10.1126/scisignal.aax8620 |
[42] |
Fujioka M, Koda S, Morimoto Y, et al. Structure of FR900359, a cyclic depsipeptide from Ardisia crenata sims[J]. J Org Chem, 1988, 53: 2820-2825. DOI:10.1021/jo00247a030 |
[43] |
Taniguchi M, Nagai K, Arao N, et al. YM-254890, a novel platelet aggregation inhibitor produced by Chromobacterium sp. QS3666[J]. J Antibiot, 2003, 56: 358-363. DOI:10.7164/antibiotics.56.358 |
[44] |
Kawasaki T, Taniguchi M, Moritani Y, et al. Antithrombotic and thrombolytic efficacy of YM-254890, a G q/11 inhibitor, in a rat model of arterial thrombosis[J]. Thromb Haemost, 2003, 90: 406-413. DOI:10.1160/TH03-02-0115 |
[45] |
Xiong XF, Zhang H, Underwood CR, et al. Total synthesis and structure-activity relationship studies of a series of selective G protein inhibitors[J]. Nat Chem, 2016, 8: 1035-1041. DOI:10.1038/nchem.2577 |
[46] |
Takasaki J, Saito T, Taniguchi M, et al. A novel Gαq/11-selective inhibitor[J]. J Biol Chem, 2004, 279: 47438-47445. DOI:10.1074/jbc.M408846200 |
[47] |
Nishimura A, Kitano K, Takasaki J, et al. Structural basis for the specific inhibition of heterotrimeric Gq protein by a small molecule[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2010, 107: 13666-13671. DOI:10.1073/pnas.1003553107 |
[48] |
Inamdar V, Patel A, Manne BK, et al. Characterization of UBO-QIC as a Gαq inhibitor in platelets[J]. Platelets, 2015, 26: 771-778. DOI:10.3109/09537104.2014.998993 |
[49] |
Oldham WM, Hamm HE. Heterotrimeric G protein activation by G-protein-coupled receptors[J]. Nat Rev Mol Cell Biol, 2008, 9: 60-71. |
[50] |
Annala S, Feng XD, Shridhar N, et al. Direct targeting of Gq and G11 oncoproteins in cancer cells[J]. Sci Signal, 2019, 12: eaau5948. DOI:10.1126/scisignal.aau5948 |
[51] |
Onken MD, Makepeace CM, Kaltenbronn KM, et al. Targeting nucleotide exchange to inhibit constitutively[J]. Sci Signal, 2018, 11: eaao6852. DOI:10.1126/scisignal.aao6852 |
[52] |
Jin B, Zhang P, Zou HL, et al. Verification of EZH2 as a druggable target in metastatic uveal melanoma[J]. Mol Cancer, 2020, 19: 52. |
[53] |
Prévost GP, Lonchampt MO, Holbeck S, et al. Anticancer activity of BIM-46174, a new inhibitor of the heterotrimeric Gα/Gβγ protein complex[J]. Cancer Res, 2006, 66: 9227-9234. DOI:10.1158/0008-5472.CAN-05-4205 |
[54] |
Liu K, Titus S, Southall N, et al. Comparison on functional assays for Gq-coupled GPCRs by measuring inositol monophospate-1 and intracellular calcium in 1536-well plate format[J]. Curr Chem Genomics, 2008, 1: 70-78. DOI:10.2174/1875397300801010070 |
[55] |
Favre-Guilmard C, Zeroual-Hider H, Soulard C, et al. The novel inhibitor of the heterotrimeric G-protein complex, BIM-46187, elicits anti-hyperalgesic properties and synergizes with morphine[J]. Eur J Pharmacol, 2008, 594: 70-76. DOI:10.1016/j.ejphar.2008.07.016 |
[56] |
Ayoub MA, Damian M, Gespach C, et al. Inhibition of heterotrimeric G protein signaling by a small molecule acting on Gα subunit[J]. J Biol Chem, 2009, 284: 29136-29145. DOI:10.1074/jbc.M109.042333 |
[57] |
Kimple AJ, Bosch DE, Giguère PM, et al. Regulators of G-protein signaling and their Gα substrates: promises and challenges in their use as drug discovery targets[J]. Pharmacol Rev, 2011, 63: 728-749. DOI:10.1124/pr.110.003038 |
[58] |
Schmitz AL, Schrage R, Gaffal E, et al. A cell-permeable inhibitor to trap Gαq proteins in the empty pocket conformation[J]. Chem Biol, 2014, 21: 890-902. |
[59] |
Ayoub MA. Small molecules targeting heterotrimeric G proteins[J]. Eur J Pharmacol, 2018, 826: 169-178. DOI:10.1016/j.ejphar.2018.03.003 |
[60] |
Folkers K, Håkanson R, Hörig J, et al. Biological evaluation of substance P antagonists[J]. Br J Pharmacol, 1984, 83: 449-456. DOI:10.1111/j.1476-5381.1984.tb16506.x |
[61] |
Mukai H, Munekata K, Higashijima T. G protein antagonists. A novel hydrophobic peptide competes with receptor for G protein binding[J]. J Biol Chem, 1992, 267: 16237-16243. |
[62] |
Charpentier TH, Waldo GL, Lowery-Gionta EG, et al. Potent and selective peptide-based inhibition of the G protein Gαq[J]. J Biol Chem, 2016, 291: 25608-25616. DOI:10.1074/jbc.M116.740407 |
[63] |
Wu J, Matthaei H, Maitra A, et al. Recurrent GNAS mutations define an unexpected pathway for pancreatic cyst development[J]. Sci Transl Med, 2011, 3: 92ra66. |
[64] |
Nairismagi ML, Tan J, Lim JQ, et al. JAK-STAT and G-protein-coupled receptor signaling pathways are frequently altered in epitheliotropic intestinal T-cell lymphoma[J]. Leukemia, 2016, 30: 1311-1319. DOI:10.1038/leu.2016.13 |
[65] |
Yu FX, Luo J, Mo JS, et al. Mutant Gq/11 promote uveal melanoma tumorigenesis by activating YAP[J]. Cancer Cell, 2014, 25: 822-830. DOI:10.1016/j.ccr.2014.04.017 |
[66] |
Mouti MA, Dee C, Coupland SC, et al. Minimal contribution of ERK1/2-MAPK signalling towards the maintenance of oncogenic GNAQQ209P in zebrafish[J]. Oncotarget, 2016, 7: 39654-39670. DOI:10.18632/oncotarget.9207 |
[67] |
Li HP, Li Q, Dang K, et al. YAP/TAZ activation drives uveal melanoma initiation and progression[J]. Cell Rep, 2019, 29: 3200-3211. DOI:10.1016/j.celrep.2019.03.021 |