抑制劑是一類能夠與蛋白相互作用，并降低靶蛋白生物活性的分子，包括酶抑制劑、?轉錄因子抑制劑、離子通道阻斷劑等。生物上的小分子抑制劑一般指的是酶抑制劑，是能夠靶向作用于蛋白，降低蛋白活性或者阻礙生化反應的有機化合物分子。臨床上使用的大多數(shù)藥物，其主要成分均為小分子抑制劑。

那么，接下來就跟著小編一起看看小分子抑制劑在腫瘤方面的研究思路吧~

文獻一

第一篇是由美國Dana-Farber癌癥研究中心的Joseph Mancias教授團隊發(fā)表在Cell Reports上“Defifining and Targeting Adaptations to Oncogenic KRASG12C?Inhibition Using Quantitative Temporal Proteomics”，研究人員運用TMT定量蛋白質組學，對目前正在接受臨床試驗評估的新開發(fā)KRASG12C抑制劑的耐藥機制展開了深入研究。

KRASG12C癌蛋白的共價抑制劑近些年已經被陸續(xù)開發(fā)出來并在臨床試驗進行了評估，但眾所周知靶向療法的耐藥性很常見，可能會限制住KRAS抑制劑（KRASi）的長期療效。為了確定KRASi的適應途徑，并預測規(guī)避耐藥性的藥物組合，研究人員使用基于質譜法的定量時空蛋白組學方法對胰腺癌和肺癌的2D和3D細胞模型中KRASi的蛋白組學進行了表征。

實驗設計

本研究利用TMT定量蛋白組學技術比較了不同腫瘤細胞系（胰腺癌，肺癌）、不同細胞培養(yǎng)條件（2D,3D）以及加入不同KARS抑制劑（ARS-1620, compound 4）不同時間點引起的蛋白質組差異變化，全面表征了KRASG12C突變腫瘤細胞對KARSi的適應性機制。

研究成果

定量蛋白質組學分析PDAC中對KRASi的適應機制

研究人員使用TMT蛋白質組學技術比較兩種不同KRASi在PDAC細胞系MiaPaCa-2中不同時間點（1 h, 4 h, 24 h, 72 h,7天和8周）誘導的蛋白質變化并進一步對24h和7天的蛋白質組進行GSEA分析來研究短期和長期?KRASi處理引起的細胞內通路改變。結果表明KRASi觸發(fā)了幾種代謝途徑的代償性激活，通過靶向代謝組學進一步驗證在24 h時，KRASi顯示糖酵解、非氧化性PPP和核苷酸代謝下調。有趣的是，盡管正在進行KRASi治療，這些通路在長期內都被重新激活，表明機制重新參與相同的代謝依賴以幫助增殖。

定量蛋白質組學分析NSCLC中對KRASi的適應機制

研究人員通過對KRASi短期（24h）和長期（7天）誘導的NSCLC細胞系H358進行了蛋白質組學分析。GSEA分析發(fā)現(xiàn)了與PDAC細胞系中類似的通路富集。對前300種上調的蛋白（24小時和7天）進行通路富集分析、PPI分析和聚類分析，兩種細胞系中上調的通路存在相似性。在24h時間點，細胞系之間重疊功能的分析包括:?代謝（PPP和脂質代謝）、細胞因子信號傳導和PI3K / AKT信號傳導途徑的激活；而在7天時間點，長期適應與改變有關的主要是：抗原呈遞、對氧化應激的反應和溶酶體途徑。

此外，研究人員還對用KRASi處理72小時（2D，10 mM；3D，0.5 mM）的HCC44細胞進行了蛋白質組學分析，與2D相比，3D中的KRASi誘導了更多的顯著蛋白質組變化?；谶@些蛋白質組數(shù)據(jù)并結合細胞實驗，研究人員確定了KRASi與磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）、HSP90、CDK4/6、CDK4/6和SHP2抑制劑的有效組合，在某些情況下可以將KRASi單藥治療的細胞毒性反應轉化為聯(lián)合治療的細胞毒性反應。

文獻二

另一篇是由溫哥華BC癌癥研究所William W. Lockwood團隊發(fā)表在Cell Reports上“Characterization of a small molecule inhibitor of disulfide reductases that induces oxidative stress and lethality in lung cancer cells”。研究人員利用熱蛋白質組分析（TPP）來表征肺腺癌小分子抑制劑LCS3的作用機制。并證明LCS3抑制二硫化物還原酶使肺腺癌細胞對活性氧（ROS）和細胞死亡敏感。

研究人員發(fā)現(xiàn)了一種被稱為LCS3的化合物，它選擇性地損害人肺腺癌（LUAD）細胞的生長、誘導氧化應激。為了確定介導這種效應的靶點，研究人員利用熱蛋白質組分析并發(fā)現(xiàn)二硫化物還原酶GSR和TXNRD1作為靶點。酶學分析證實LCS3通過一種可逆的、非競爭性的機制來抑制二硫化物還原酶的活性。CRISPR全基因組篩選確定NQO1缺失是LCS3耐藥性的一種機制。

實驗設計

LUAD細胞系H23?（KRAS突變體）和H1650（EGFR突變體）用3μM LCS3處理3、6和12小時并在每個時間點進行RNA微陣列、處理24小時進行SLIAC蛋白組分析，使用熱蛋白質組鑒定了H23細胞裂解液中與LCS3形成熱穩(wěn)定復合物的蛋白質，最后對LCS3敏感的H358細胞系進行了CRISPR全基因組篩選。

研究成果

LCS3誘導ROS和NRF2通路的激活

RNA微陣列及SLIAC蛋白組學GO分析結果表明LCS3引起細胞對氧化應激的反應，包括對活性氧（ROS）水平升高有反應的通路。富集分析的結果表明預測的LCS3誘導的轉錄組變化的前四個上游效應因子都是細胞對氧化應激的反應至關重要的蛋白。這些調控因子包括括MAFK、CEBPB和BACH1，每個都在NRF2的轉錄激活中作為輔助因子，NRF2是調控細胞ROS反應的重要轉錄因子。

熱蛋白質組學分析確定氧化還原調節(jié)蛋白是LCS3的潛在靶點

確定了細胞對LCS3的反應包括細胞凋亡和氧化應激后，研究人員利用TPP確定LCS3的分子靶點。共檢測到5593個蛋白，采用NPARC分析，根據(jù)與LCS3形成熱穩(wěn)定配合物的能力對它們進行排序，該策略優(yōu)先考慮了77種參與多種細胞功能的蛋白質。鑒于LCS3處理后觀察到的氧化應激，效應靶蛋白可能也屬于這一功能類。最后根據(jù)其這一類別中排名較高且熱穩(wěn)定較大的3個候選蛋白GSTO11、TXNRD1以及GSR作為LCS3的潛在靶點進一步研究。

進一步通過酶學分析，結果表明谷胱甘肽二硫化物還原酶(GSR)和硫氧還蛋白還原酶1 (TXNRD1)是LCS3的靶點，抑制這兩種酶可協(xié)同誘導細胞凋亡。

文獻一：誘導肺腺癌細胞氧化應激和凋亡的二硫化物還原酶的小分子抑制劑特征研究

期刊名稱：Cell Reports

影響因子：8.109

樣本選擇：KARSi處理的腫瘤細胞系

技術策略：TMT蛋白質組學、靶向代謝組學、磷酸化蛋白組

文獻二：使用定量時間蛋白質組學分析KRASG12C抑制劑的耐藥機制

期刊名稱：Cell Reports

影響因子：8.109

樣本選擇：LCS3處理的LUAD細胞系

技術策略：轉錄組學、SLIAC蛋白組學、熱蛋白質組學、全基因組