每一款新药的问世，都离不开对疾病机理的深度认识。我们知道，当下绝大部分的新药靶点都是蛋白质，但并不是所有的蛋白质都能成为药物分子所针对的对象——限于技术能力，对于那些无法通过药物针对的蛋白，我们只能无奈地给它们加上“不可成药”的标签。
最近，顶尖学术期刊《细胞》在线发表的一项研究，则让一类原本“不可成药”的重要蛋白摘掉了这个标签。不少研究人员指出，该发现有望在全新的领域带来寻找新药的浪潮。
这一类蛋白叫做磷酸酶，在细胞的信号通路中起到了关键的作用。在这些通路里，蛋白质的“磷酸化”就好像是一个开关，决定了通路的开启与关闭，这离不开蛋白质上对磷酸基团的添加与清除。前者是一种叫做“激酶”的蛋白质的工作，后者则是磷酸酶的工作范畴。
▲本研究的通讯作者Anne Bertolotti博士（图片来源：MRC Laboratory of Molecular Biology）
“靶向激酶像是靶向油门，而靶向磷酸酶则像是靶向刹车。通过抑制磷酸酶，我们有望能延长信号通路的活跃时间。这可能在细胞里用更为安全的方法改变信号通路，并协助带来副作用更小的新药。” 该研究的通讯作者Anne Bertolotti博士说道。
但靶向激酶和靶向磷酸酶，是截然不同的两种工作：激酶的种类有很多，且来自不同的蛋白家族。因此，它们各自具有一些独特的结构特征，容易被药物分子逐个击破。磷酸酶则不同——人体中大约有200多种磷酸酶，但他们的结构都非常接近。也就是说，抑制一种磷酸酶的药物分子，也有可能会对其他磷酸酶产生抑制的效果。这样的药物分子会带来极其严重的副作用，甚至会造成细胞死亡。
也正是因为这样，磷酸酶才被认为不具有“可成药性”。
▲本研究的图示（图片来源：《细胞》）
但英国剑桥MRC实验室的科学家们则决心挑战这个难题。他们开发了一种“表面等离子体共振”平台，期望通过其强大的检测能力，筛选出能特异性抑制某个磷酸酶的小分子。随后，研究人员们会把筛选出的小分子在细胞与动物中进行后续的测试，验证它的成药潜力。
在这项研究里，科学家们首先针对的是一种叫做PPP1R15B（下称R15B）的特殊磷酸酶。通过筛选，他们找到了一种叫做Raphin1的分子。后续研究表明，它只会抑制R15B，却不会抑制关系紧密的R15A，证实了这款分子的特异性。
▲在亨廷顿病的小鼠模型中，疾病相关的亨廷顿蛋白（绿色）有着大量积累（图片来源：Krzyzosiak et al./ Cell）
而在亨廷顿病的小鼠模型中，这支团队进一步检验了这款磷酸酶抑制剂的治疗潜力。他们发现，Raphin1通过口服，能穿透血脑屏障，在小鼠的神经元里减少疾病相关蛋白的积聚。研究人员们说，这是因为通过抑制这款磷酸酶，细胞内的生理活动有所放缓，这给了它们更多的时间去清除有害的蛋白质。
▲这款磷酸酶抑制剂，显著减少了亨廷顿蛋白（绿色）积聚（图片来源：Krzyzosiak et al./ Cell）
“几十年来，我们都无法选择性地靶向磷酸酶，对于这些蛋白的研究远远落后于激酶。磷酸酶也往往被认为是‘不可成药’，”Bertolotti博士说道：“我们的新系统只是迈出的第一步，我们希望通过解决这一问题，我们能促进磷酸酶领域的研究，激励新药开发。”
我们期待这项研究能为磷酸酶的新药研发带来变革，让更多新药问世，造福患者！
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