WEE1

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WEE1 是真核细胞中高度保守的核酪氨酸激酶,被誉为细胞周期 G2/M 检查点的“守门人”。其名称源自苏格兰俚语“Wee”(微小),因为在该基因突变的酵母中,细胞在未长到足够大时就过早分裂,导致细胞体积微小。在分子层面,WEE1 通过特异性磷酸化 CDK1(CDC2)的 Tyr15 位点,抑制 CDK1-Cyclin B 复合物的活性,从而阻止细胞进入有丝分裂(M 期)。这一机制为细胞在 DNA 损伤后提供了宝贵的修复时间。在肿瘤学中,WEE1 是合成致死策略的明星靶点:由于许多癌细胞(特别是 p53 突变的肿瘤)已经丧失了 G1/S 检查点,它们高度依赖 WEE1 介导的 G2/M 阻滞来修复 DNA。抑制 WEE1 会强行将携带 DNA 损伤的癌细胞推入 M 期,导致有丝分裂灾难 (Mitotic Catastrophe) 和细胞死亡。

WEE1 · 基因档案
Gene & Protein Profile (点击展开)
G2期激酶 / 合成致死靶点
基因符号 WEE1
全称 WEE1 G2 checkpoint kinase
染色体位置 11p15.4
Entrez ID 7465
HGNC ID 12761
UniProt P30291
分子量 ~96 kDa
关键底物 CDK1 (CDC2)

分子机制:有丝分裂的刹车片

WEE1 与 CDC25 磷酸酶构成了一对精密的“阴阳”调节系统,共同决定细胞何时进入分裂期。

  • 抑制性磷酸化: 在 G2 期,WEE1 高表达并定位于细胞核。它在 CDK1 的 ATP 结合口袋上方磷酸化高度保守的 Tyr15(在某些物种中还包括 Thr14)。这个磷酸基团的空间位阻效应阻止了 ATP 的结合,从而锁住了 CDK1 的激酶活性,使细胞停留在 G2 期。
  • DNA 损伤响应: 当细胞检测到 DNA 双链断裂时,ATM/ATR 通路激活 CHK1/CHK2。CHK1 通过磷酸化 WEE1(增强其稳定性和活性)并降解 CDC25(移除其活性),双管齐下地强化 G2/M 检查点,防止细胞带着受损的 DNA 进行分裂。
  • 有丝分裂灾难: 如果在 DNA 未修复的情况下人为抑制 WEE1,CDK1 会被过早激活(Premature activation)。细胞被迫进入有丝分裂,导致染色体分离异常、微核形成,最终引发一种特殊的细胞死亡形式——有丝分裂灾难或崩塌。

临床景观:p53 缺失肿瘤的阿喀琉斯之踵

WEE1 抑制剂的开发主要利用了肿瘤细胞对 G2 检查点的过度依赖性。

应用场景 分子逻辑 临床进展
浆液性子宫内膜癌 (USC) CCNE1 高扩增 / p53 突变 这类肿瘤存在极高的复制压力(Replication Stress),高度依赖 WEE1 来防止复制崩溃。Adavosertib 单药在该难治性亚型中显示出令人鼓舞的客观缓解率(~30%)。
卵巢癌 p53 突变 / PARP 耐药 在铂耐药或 PARP 抑制剂耐药的卵巢癌中,WEE1 抑制剂与化疗(如吉西他滨卡铂)联用,旨在通过破坏 G2 检查点来增敏化疗药物引起的 DNA 损伤。
胰腺癌 / 结直肠癌 联合放化疗 WEE1 抑制剂作为放疗增敏剂正在进行探索,因为放疗主要引起 DNA 损伤,阻断修复检查点可显著提高放疗杀伤力。

治疗策略:Adavosertib 与联合致死

目前 WEE1 抑制剂多处于临床试验阶段,核心策略是“联合增效”。

  • 小分子抑制剂:
    Adavosertib (AZD1775 / MK-1775)。
    *地位:临床进展最快的 WEE1 高选择性抑制剂。
    *挑战:主要的剂量限制性毒性是骨髓抑制(中性粒细胞减少、贫血)和腹泻,这限制了其与强效化疗药联合时的剂量强度。
  • 合成致死组合:
    WEE1i + PARPi PARP 抑制剂导致单链断裂积累,增加复制压力;WEE1 抑制剂阻止 G2 期修复。两者联用在 BRCA 突变及其他同源重组缺陷(HRD)肿瘤中显示协同效应。
    WEE1i + ATRi ATR 和 WEE1 串联工作于 G2/M 检查点,双重阻断可彻底摧毁肿瘤的 DNA 损伤应答机制。

关键关联概念

  • 有丝分裂灾难 抑制 WEE1 导致的主要细胞死亡方式。
  • p53 其功能缺失是 WEE1 抑制剂发挥疗效的前提(合成致死)。
  • CDK1 WEE1 的直接底物和抑制对象。
  • CCNE1扩增: 预测 WEE1 抑制剂敏感性的重要生物标志物。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Nurse P. (1975). Genetic control of cell size at cell division in yeast. Nature.
[学术点评]:诺奖工作。Paul Nurse 首次在裂殖酵母中鉴定了 wee1 基因,发现其突变导致细胞过早分裂,确立了其作为有丝分裂负调控因子的地位。

[2] Igarashi M, et al. (1991). Cloning and expression of a human protein kinase with homology to the fission yeast wee1+ gene. Nature.
[学术点评]:人类同源物。克隆了人类 WEE1 基因,并证实其能挽救酵母的 wee1 缺陷表型,证明了细胞周期调控机制在进化上的高度保守性。

[3] Hirai H, et al. (2009). Small-molecule inhibition of Wee1 kinase by MK-1775 selectively sensitizes p53-deficient tumor cells to DNA-damaging agents. Molecular Cancer Therapeutics.
[学术点评]:合成致死验证。首次报道了 MK-1775 (Adavosertib) 的药理学特征,并证实了其对 p53 缺失肿瘤的选择性杀伤作用,为后续临床试验奠定了基础。

[4] Liu JF, et al. (2021). Adavosertib in patients with uterine serous carcinoma: A multicenter phase II trial. Journal of Clinical Oncology (JCO).
[学术点评]:临床突破。证明 Adavosertib 单药在 CCNE1 扩增的复发性子宫浆液性癌中具有显著疗效,该研究可能推动 WEE1 抑制剂的首个适应症获批。

[5] Matheson CJ, et al. (2016). Targeting WEE1 Kinase in Cancer. Trends in Pharmacological Sciences.
[学术点评]:综述。全面总结了 WEE1 在 G2/M 检查点和复制压力应答中的双重角色,以及其抑制剂与其他 DDR 靶向药物联用的理论依据。

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