Nature 背靠背丨Menin抑制剂临床抗药性产生的分子机制

Menin是一种染色质衔接蛋白，对于染色质上多蛋白复合体的形成以及稳定非常关键，其中就包括MLL1以及MLL2甲基转移酶复合体以及JUND转录因子复合体等（专家点评Science突破丨众里寻他，李祥团队终于鉴定到H3K79me2组蛋白修饰的“阅读器”——Menin）【1】。Menin是开发由MLL1以及NPM1突变而驱动的急性白血病药物的关键。目前开发出了一系列可以破坏Menin-MLL蛋白与蛋白相互作用的小分子抑制剂，在此基础上已经有几种小分子抑制剂进入了1期临床试验。Menin抑制剂Revumenib被报道能够用于治疗复发性或难治愈的具有MLL1或NPM1突变的急性白血病患者。在1/2期人体研究中，MLL1或NPM1突变的急性白血病患者总体反应率为53%，其中30%的患者能达到完全或者部分的血液学缓解与恢复【2】。但Menin抑制剂临床上产生的抗药性引发了人们的关注。

2023年3月15日，美国纪念斯隆凯特琳癌症中心Sheng F. Cai研究组、波士顿儿童医院与哈佛医学中心Scott A. Armstrong研究组以及Ross L. Levine研究组合作在Nature发表了文章MEN1 mutations mediate clinical resistance to menin inhibition，纪念斯隆凯特琳癌症中心Eytan M. Stein研究组、得克萨斯大学Ghayas C. Issa（第一作者）合作发表了背靠背文章The menin inhibitor revumenib in KMT2Arearranged or NPM1-mutant leukaemia，揭开急性白血病药物Menin抑制剂产生临床抗药性的分子机制，为靶向染色质的治疗药物的开发提供了新的参考依据。

作者们发现在Menin小分子抑制剂的1期临床试验中，病人在最初的具有对Menin抑制剂的响应，但随后会产生抗药性。在所有的这些病人中，有38.7%的个体携带一个或者更多的MEN1突变。作者们确认这些突变是在两轮治疗之后出现的。

与此同时，作者们对进行Menin抑制剂治疗的5个病人来源的外植体进行临床前研究，作者们共鉴定出MEN1基因中几个重复出现的突变分别是M327、G331、T349以及S160（图1）。

图1 Menin抑制剂促使Menin中产生抗药性突变

为了对这几个点突变对于抗药性产生的作用，作者们使用CRISPR-Cas9对MEN1进行单碱基编辑筛选。作者们建立了一个靶向MEN1的、包含518条gRNAs的文库。然后将突变之后的细胞暴露在DMSO或者Menin抑制剂之下12天，gRNAs上的条码用于二代测序病确定基因编辑的位点。在筛选中，作者们发现G331、T349以及S160是潜在的驱动Menin抑制剂抗药性的驱动因素。M327位点附近的不具有可以进行基因编辑的PAM序列因此无法进行该评估。

进一步地X-ray共晶体结构实验也说明M327、G331、T349这些位点临近W346，这是Menin抑制剂与Menin结合的关键位点。这些抗药性突变会导致药物结合降低。这些结果说明抗药性突变位点主要集中在结合口袋位置，这些位置对于Menin抑制分子结合非常重要但是并不影响MLL1的结合。

下一步，作者们想知道这些导致产生抗药性的突变是如何影响染色质以及基因表达的，为此，作者们对突变型以及野生型的细胞系在Menin药物处理后进行了ChIP实验。作者们发现MEN1野生型的细胞在Menin抑制剂处理后即使在很低浓度的处理下也会造成染色质上Menin的近线性、显著的取代（图1）。与之相反的是，在突变型细胞中即使使用高浓度的Menin抑制剂处理也只会造成部分Menin的在染色质上结合的降低。

总的来说，作者们通过报道早期临床阶段中发现的MEN1中的体细胞突变发现了MLL1或NPM1突变的急性白血病患者对Menin抑制剂产生抗药性的原因。这些体细胞抗药性突变主要产生在小分子抑制剂药物的结合口袋，从而影响Menin在染色质上的结合。这一研究为抗药性研究提供了新的思考，也为药物的设计提出了更高的要求。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05755-9

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05812-3

参考文献

1. Yokoyama, A. & Cleary, M. L. Menin critically links MLL proteins with LEDGF on cancer-associated target genes. Cancer Cell 14, 36–46 (2008)

2. Issa, G. C. et al. The menin inhibitor revumenib in KMT2A-rearranged or NPM1-mutant leukaemia. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-023-05812-3 (2023)