Omomyc
Omomyc 是一种由人工设计的、具有显性负性(Dominant-Negative)功能的 Myc 抑制性微蛋白(Mini-protein)。它基于 Myc 的 bHLH-LZ 结构域设计,但引入了 4 个关键的氨基酸点突变。这些突变改变了其二聚化特性,使其能够与内源性的 Myc 和 Max 形成极其稳定的异二聚体,但这些复合物无法正确结合 DNA E-box 序列。Omomyc 最初作为一个基因工程工具在转基因小鼠模型中证明了“抑制 Myc 可以治愈癌症且副作用可逆”,推翻了 Myc 靶向治疗的安全性顾虑。目前,其改进版多肽药物 OMO-103 已进入临床试验,成为首个直接靶向 Myc 的广谱抗癌蛋白药物。
分子设计:改变二聚化规则
Myc 发挥功能必须与 Max 形成异二聚体。Omomyc 的设计巧妙地利用了这一特性,通过在亮氨酸拉链(LZ)区域引入 4 个特定的点突变,从根本上改变了二聚化的热力学偏好:
- 超级磁铁效应:
Omomyc 既能结合 Myc 也能结合 Max,且亲和力极高。
• Omomyc/Myc 异二聚体: 这种结合阻止了 Myc 与内源性 Max 结合。由于 Omomyc 干扰了 DNA 结合面,该复合物无法激活转录。
• Omomyc/Max 异二聚体: 这种结合耗尽了细胞内可用的 Max 库,进一步让 Myc 变成“光杆司令”。
• Omomyc/Omomyc 同二聚体: 能够微弱结合 E-box,占据位点但不激活转录,起到竞争性抑制作用。 - 网络级抑制:
Omomyc 不仅仅是阻断一个分子,而是瘫痪了整个 Myc 转录网络(Transcriptional Network),导致下游促生长和代谢基因(如核糖体蛋白、糖酵解酶)的表达迅速关闭。
历史突破:打破“不可成药”神话
安全性的里程碑验证
几十年来,科学界普遍认为 Myc 是“必需基因”,全身抑制 Myc 会导致严重的、致死性的正常组织毒性(如肠道、皮肤、骨髓衰竭)。
Laura Soucek 团队利用 Omomyc 转基因小鼠(Omomyc switchable mice)进行的研究彻底颠覆了这一观点。实验显示,全身性表达 Omomyc 虽然会导致正常增殖组织(皮肤、肠道)出现可逆的增殖停滞(Hypoplasia)和轻度萎缩,但小鼠依然健康存活,且一旦停止给药,组织完全恢复。
相反,肿瘤细胞对 Myc 抑制表现出极度的敏感性(Oncogene Addiction),发生不可逆的崩溃和死亡。这就确立了 Myc 抑制剂具有极佳的治疗窗口(Therapeutic Window)。
从基因到药物:OMO-103 的诞生
将 Omomyc 从基因工具转化为药物面临巨大挑战:如何将一个 90 个氨基酸的蛋白送入细胞核?
- 自穿透能力 (Intrinsic CPP):
研究意外发现,Omomyc 蛋白本身就具有类似细胞穿透肽(CPP)的特性。它能通过干扰细胞膜并利用内吞途径进入细胞,并迅速定位到细胞核。这一发现使得直接使用纯化的 Omomyc 蛋白(即 OMO-103)作为静脉注射药物成为可能,无需复杂的载体。 - 临床试验:
OMO-103 已经在 I 期临床试验中显示出良好的安全性,并在胰腺癌、结直肠癌等难治性实体瘤患者中观察到了疾病稳定甚至缩小的迹象。
学术参考文献 [Academic Review]
[1] Soucek L, et al. (1998). Design and properties of a Myc derivative that efficiently homodimerizes. Oncogene.
[点评]:Omomyc 的诞生之作,详细描述了通过改变 4 个氨基酸来设计这一显性负性蛋白的分子基础。
[2] Soucek L, et al. (2008). Modelling Myc inhibition as a cancer therapy. Nature.
[点评]:具有里程碑意义的研究。利用 Omomyc 转基因小鼠证明了全身性 Myc 抑制具有极好的抗癌效果且副作用可控,打破了“不可成药”的魔咒。
[3] Garralda E, et al. (2024). A Phase I dose-escalation study of the MYC inhibitor OMO-103 in patients with advanced solid tumors. Nature Medicine.
[点评]:最新的临床数据,也是首个直接靶向 Myc 的药物在人体中的试验结果,证实了 OMO-103 的安全性及药代动力学特征。