紅細(xì)胞生成是維持機(jī)體正常生理活動(dòng)和血液系統(tǒng)正常功能的重要過程。紅細(xì)胞生成異常往往會(huì)導(dǎo)致貧血，并與多種遺傳性疾病密切相關(guān)。然而，目前用于治療貧血的藥物選擇極為有限。例如，先天性再生障礙型貧血（如Diamond-Blackfan貧血，DBA）臨床上唯一獲批的治療藥物為糖皮質(zhì)激素，但其使用伴隨顯著的免疫抑制等副作用。因此，迫切需要開發(fā)更高效且更安全的治療方案^1,2。

2024年12月2日，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心、北京大學(xué)血液病研究所李湘盈課題組在Signal Transduction and Targeted Therapy期刊上發(fā)表了題為“BRAF inhibitors enhance erythropoiesis and treat anemia through paradoxical activation of MAPK signaling”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)，原本用于治療BRAF^V600E腫瘤的BRAF抑制劑，能夠顯著促進(jìn)人原代CD34⁺細(xì)胞分化系統(tǒng)中的紅系祖細(xì)胞和紅系前體細(xì)胞增殖，從而為貧血的治療提供了新的思路。

在研究中，作者建立了基于人原代CD34⁺細(xì)胞的高通量小分子篩選策略，并通過該策略發(fā)現(xiàn)BRAF抑制劑能夠顯著促進(jìn)紅系祖細(xì)胞自我更新，提升紅系增殖潛力。進(jìn)一步研究表明，I型BRAF抑制劑GDC-0879和SB-590885顯著促進(jìn)了人原代紅系祖細(xì)胞的增殖；在SCF或EPO受限的條件下，顯著增強(qiáng)了紅系分化。通過胞內(nèi)流式和質(zhì)譜分析，作者證實(shí)了BRAF抑制劑在細(xì)胞因子存在的情況下，通過誘導(dǎo)BRAF和CRAF二聚，顯著放大了ERK/MAPK信號(hào)激活強(qiáng)度，即“BRAF抑制劑誘導(dǎo)的ERK/MAPK矛盾激活”^3,4。

為了探究這種矛盾激活的獨(dú)特機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)比較了BRAF抑制劑和BRAF^V600E突變引起的MAPK激活。結(jié)果顯示，BRAF^V600E突變體的過表達(dá)會(huì)導(dǎo)致CD34⁺細(xì)胞干性喪失和紅系分化障礙，這與BRAF抑制劑截然不同。一系列RNA-seq和ATAC-seq分析表明，BRAF^V600E突變顯著激活了AP-1信號(hào)通路，進(jìn)而阻礙紅系分化；而BRAF抑制劑并未誘導(dǎo)該通路激活。以上結(jié)果表明了de novo的ERK激活和藥理學(xué)介導(dǎo)的ERK信號(hào)放大最終導(dǎo)致了截然不同的下游細(xì)胞生物學(xué)事件，顯示出BRAF抑制劑獨(dú)特的作用機(jī)制。

研究人員在2種重度免疫缺陷小鼠模型中，通過人CD34⁺細(xì)胞骨髓移植實(shí)驗(yàn)重建了人類造血系統(tǒng)，進(jìn)一步驗(yàn)證了BRAF抑制劑的體內(nèi)效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BRAF抑制劑顯著增強(qiáng)了紅系分化和增殖，而對(duì)其他造血譜系影響較小。更重要的是，在DBA患者樣本以及Rpl11單倍劑量不足小鼠（DBA小鼠模型）和順鉑誘導(dǎo)貧血模型中，BRAF抑制劑均表現(xiàn)出對(duì)紅系增殖的顯著促進(jìn)作用，尤其在改善DBA貧血方面效果突出。

BRAF V600E突變顯著激活了AP-1信號(hào)通路，進(jìn)而阻礙紅系分化；BRAF抑制劑通過MAPK信號(hào)的矛盾激活增強(qiáng)紅細(xì)胞生成并可緩解貧血

綜上所述，本研究不僅揭示了BRAF抑制劑的全新藥理作用，還為紅細(xì)胞生成障礙相關(guān)疾病的治療提供了新靶點(diǎn)和新藥物選擇。鑒于已有多種BRAF抑制劑（如Vemurafenib和Encorafenib）獲批上市，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)臨床治療貧血，尤其是DBA等先天紅系生成障礙性貧血，以及開發(fā)新型貧血藥物具有重要意義。

李湘盈，西湖大學(xué)研究員高曉飛以及浙江省人民醫(yī)院教授童向民為本文共同通訊作者。北京大學(xué)人民醫(yī)院、北京大學(xué)血液病研究所教授黃曉軍，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授雷曉光合作參與完成了這一工作，并給予了大力支持。北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院2020級(jí)博士生吳順康和2021級(jí)博士生鄧悅林為論文的共同第一作者，西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士孫浩博和劉雪雯為研究作出了重要貢獻(xiàn)，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士生周碩等人亦提供了關(guān)鍵幫助。本研究獲得國家自然科學(xué)基金和北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院啟東產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基金的資助，同時(shí)得到了北大生命科學(xué)學(xué)院儀器中心的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

1.Lee, H. Y. et al. PPAR-alpha and glucocorticoid receptor synergize to promote erythroid progenitor self-renewal. Nature 522, 474—477, (2015).

2.Da Costa, L., Leblanc, T. & Mohandas, N. Diamond-Blackfan anemia. Blood 136, 1262—1273, (2020).

3.Karoulia, Z. et al. An Integrated Model of RAF Inhibitor Action Predicts Inhibitor Activity against Oncogenic BRAF Signaling. Cancer Cell 30, 501—503, (2016).

4.Gibney, G. T., Messina, J. L., Fedorenko, I. V., Sondak, V. K. & Smalley, K. S. M. Paradoxical oncogenesis-the long-term effects of BRAF inhibition in melanoma. Nature Reviews Clinical Oncology 10, 390—399, (2013).

來源：北京大學(xué)