前列腺癌药物重定位的基因组与生物信息学整合策略:ESR2和MAP2K1靶向治疗新发现

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:BMC Pharmacology and Toxicology 2.8

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  本研究针对晚期前列腺癌治疗选择有限的临床困境,通过整合GWAS和PheWAS数据库的10,911个SNPs数据,结合六项功能注释标准筛选出77个前列腺癌风险基因。研究人员采用CMap转录组分析和分子对接技术,发现雌激素衍生物(Estradiol-benzoate/Estradiol-cypionate)和MEK抑制剂(Selumetinib)对ESR2和MAP2K1靶点具有显著作用,为晚期前列腺癌提供了26个潜在新治疗方案。该研究发表于《BMC Pharmacology and Toxicology》,为加速肿瘤精准治疗开发提供了创新方法论。

  

前列腺癌作为男性第二大常见恶性肿瘤,每年导致数十万人死亡,尤其令人担忧的是晚期患者对现有疗法如雄激素剥夺治疗(ADT)极易产生耐药性。这种"治疗困局"促使科学家们将目光投向药物重定位策略——通过挖掘已有药物的新用途来突破研发瓶颈。

印尼Ahmad Dahlan大学药学院的研究团队在《BMC Pharmacology and Toxicology》发表了一项创新研究。他们另辟蹊径地从基因组学角度切入,系统分析了GWAS和PheWAS数据库中的10,911个单核苷酸多态性(SNPs),通过六维功能评分体系(包括错义突变、cis-eQTL、KO小鼠表型等)锁定77个关键风险基因。最引人注目的是,他们发现常用于妇科疾病的雌激素制剂和抗肿瘤药物Selumetinib可能"跨界"成为前列腺癌治疗的生力军。

研究主要采用三大技术手段:首先基于亚洲人群遗传数据(r2>0.8)筛选前列腺癌相关SNPs;其次运用CMap数据库分析PC3细胞系的转录组响应;最后通过AutoDock等软件进行分子对接验证。特别值得注意的是,来自GWAS Catalog的530个核心SNPs与PheWAS的77个SNPs构成了研究的数据基石。

前列腺癌相关基因的鉴定

通过对607个独特SNPs的分析,研究团队发现10,911个代理SNPs关联554个基因。这些基因中,48个携带错义突变,107个具有cis-eQTL特征,为后续靶点筛选提供了丰富素材。

前列腺癌生物风险基因的优先排序

采用六项功能标准评分后,21个基因在KO小鼠模型中表现突出,88个参与蛋白互作网络,66个涉及KEGG癌症通路。最终77个"高分基因"(评分≥2)被确认为核心风险基因,通过STRING数据库扩展至127个潜在药物靶点。

药物重定位的系统发现

在59个候选药物中,11个是已批准的前列腺癌药物(如Enzalutamide),22个处于临床/临床前研究阶段。CMap分析显示,靶向ESR2的Estradiol-benzoate(CMap评分84.43)和Estradiol-cypionate(评分80.62)能显著逆转疾病基因表达模式,分子对接证实其与ESR2结合能低至-9.3 kcal/mol。MEK抑制剂Selumetinib对MAP2K1也展现强效结合,而雄激素受体(AR)靶向药Danazol和Oxymetholone则表现相对较弱。

这项研究开创性地构建了"基因组-生物信息学-药物重定位"三位一体的研究范式。不仅验证了现有疗法的分子基础,更重要的是发现了26个全新候选药物,其中雌激素制剂对ESR2的靶向作用尤为值得关注。尽管类器官模型等转化研究仍面临挑战,但该工作为突破晚期前列腺癌治疗瓶颈提供了新思路——通过整合公共基因组数据与计算生物学方法,大幅缩短了从靶点发现到临床候选药物的研发周期。正如作者强调的,这种策略可扩展至其他癌症领域,为精准医学时代的药物开发开辟了高效路径。

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