背景：
ROCK属于AGC丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族，参与许多细胞过程。ROCK驱动的肌动球蛋白收缩可调节多种癌症类型中支持细胞迁移、增殖和生存的细胞骨架动力学。ROCK1/2在癌症发展的几个亚型和阶段中发挥关键的原致癌作用。因此，成功靶向ROCK及其下游效应分子为癌症治疗提供了一个有趣的途径。由于局部使用ROCK抑制剂可以减少全身用药的不良反应，因此作者提出了不同的治疗策略和最新一代ROCK抑制剂用于临床。
简介：
2023年1月2日，来自英国伦敦玛丽女王大学巴茨癌症研究所的Victoria Sanz-Moreno教授课题组在Trends in Cancer（IF: 19.1）杂志上发表题为“Preclinical to clinical utility of ROCK inhibitors in cancer”的文章[1]。
主要结果：
ROCK及其与肿瘤的相关性介绍。
Rho GTP酶是一个对调节肌动蛋白动力学和细胞骨架至关重要的小信号G蛋白家族。它们从GDP结合状态转换为GTP结合状态，可激活下游效应蛋白，包括Rho相关蛋白激酶1和2 (ROCK1和ROCK2)。ROCK也可以通过与质膜结合和机械张力，或通过半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(对于ROCK1)或颗粒酶B(对于ROCK2)对C端结构域的蛋白水解性切割来激活，而不依赖于Rho。
ROCK属于丝氨酸/苏氨酸激酶AGC激酶家族，参与多种细胞过程，包括调节细胞形态、细胞迁移和侵袭、分化、增殖、抵抗失巢凋亡(当细胞脱离细胞外基质时发生的一种细胞死亡)、凋亡和免疫应答的调节。
ROCK负责肌球蛋白轻链2 (MLC2)的直接磷酸化，MLC2是肌球蛋白II的关键成分。在ROCK的磷酸化作用下，MLC2与肌球蛋白重链(MHC)一起导致肌动球蛋白纤维的ATP酶依赖性收缩，进而增加肌动球蛋白的迁移和侵袭。ROCK还可磷酸化肌球蛋白磷酸酶的一个亚单位MYPT，导致MYPT磷酸酶活性降低，从而导致肌球蛋白II活性增加。此外，ROCK激活LIM激酶(LIMK1, LIMK2)，导致cofilin磷酸化和抑制肌动蛋白丝拆卸。
图1：Rho相关蛋白激酶(ROCK)在癌症进展中的作用示意图
经典和新一代ROCK抑制剂。
最近的综述涵盖了ROCK抑制如何在各种临床前模型中进行测试。这些研究中的大多数是使用经典ROCK抑制剂(如法舒地尔、羟法舒地尔和Y27632)进行的，这些药物对ROCK的效力和特异性显著低于其他晚期ROCK抑制剂。这三种抑制剂具有中等的激酶选择性，尽管它们也以与ROCK相似的IC50值抑制一系列其他AGC激酶。事实上，法舒地尔和Y27632已被证明可靶向除ROCK之外的几种激酶，包括PKA和PKC等。另一种在临床前模型中广泛应用的经典ROCK抑制剂是Y39983。该抑制剂是Y27632的衍生物，但对ROCK1和ROCK2具有更高的选择性和更强的效力。在过去的二十年中，从多种其他支架材料中开发出了其他ROCK抑制剂。吲唑、吡啶和吡唑衍生的ROCK抑制剂及其多种变体构成了选择性靶向ROCK的新方法，以减少AGC家族其他激酶的脱靶效应，同时也提高了它们的效力。在评估不同ROCK抑制剂的选择性和效力时，有两个观察结果是明确的;首先，经典ROCK抑制剂的效力较低(ROCK1未被显示，因为它未被包括在激酶筛选中)。其次，正如我们在激酶抑制分布中看到的那样，经典抑制剂可抑制另外几种激酶，并且Y27632对PRK2的疗效优于对ROCK2的疗效。
转化到临床。
几项全身口服pan-ROCK抑制剂的研究发现，患者血压下降。尽管如此，ROCK抑制在青光眼和MS患者中的积极作用批准了其在患者中使用。这导致了局部治疗的发展，以减少全身给予ROCK抑制剂的降压作用。法舒地尔作为可吸入剂型直接给药，将药物输送至肺，用于治疗肺动脉高压(PAH)。这种方法不仅成功地降低了体循环动脉压的降低，而且还成功地降低了其他主要副作用，包括晕厥和大鼠心血管衰竭。由于肺是许多癌症(如黑色素瘤、乳腺癌、结肠癌、直肠癌、头颈部癌、肾癌、睾丸癌和子宫癌以及淋巴瘤)的主要转移部位，因此这可能是一种不仅治疗肺转移，而且治疗肺癌的策略。
迄今为止，已有4种不同的ROCK抑制剂获得批准并可用于临床。首先，法舒地尔在日本和中国可用于治疗脑血管痉挛和迟发性脑缺血症状。利帕舒地尔在日本也被批准用于治疗高眼压症和开角型青光眼。奈达舒地尔已在美国和欧盟被批准用于降低开角型青光眼和低眼压患者的高眼压，目前在日本也处于3期研发阶段。Belumosudil是美国批准的rock2特异性抑制剂，正在澳大利亚、加拿大、英国和瑞士进行监管审查，用于治疗接受过2-5线治疗的患者的慢性(c)GVHD。目前，ROCK抑制剂在研的临床试验有17项，包括belumosudil、ripasudil、fasudil、Y27632和netarsudil。
可考虑在某些癌症(如黑色素瘤)中局部给予ROCK抑制剂。亚型特异性抑制剂、联合疗法或不同的药物递送系统是ROCK抑制剂治疗研究中最令人兴奋的途径，同时应使用适当的缓解标志物对患者进行分层。
图2：ROCK1和ROCK2在泛癌水平的表达和突变谱
ROCK抑制剂的潜在临床应用。
ROCK亚型特异性抑制剂。
ROCK的亚型特异性抑制剂已经开发出来，目前正处于针对多种病理的临床试验中。然而，尽管有大量证据表明ROCK与癌症的侵袭性有关，但很少有研究探讨同工异构体特异性的贡献。ROCK1和ROCK2在癌症进展中的具体作用尚不清楚。ROCK的功能对肿瘤的发生发展至关重要，ROCK1和ROCK2在抑制衰老和促进肿瘤生长方面发挥着协同作用。Rock1或Rock2基因的单独缺失不会影响黑色素瘤的细胞增殖或小鼠肺肿瘤的形成，而同时缺失这两种亚型会诱导癌细胞衰老并阻止肿瘤生长。
联合治疗。
在临床中，联合治疗越来越常见。因此，标准治疗联合ROCK抑制剂或术前使用ROCK抑制剂作为新辅助治疗可能有治疗益处。事实上，许多研究表明，ROCK抑制联合化疗、靶向治疗和免疫治疗在临床前可获得更好的应答。在小鼠胰腺癌的遗传模型中，与单独化疗相比，法舒地尔联合治疗足以增加体内吉西他滨的摄取，因此延长了小鼠的生存期。Nam等利用结直肠和黑色素瘤模型表明，使用Y27632(静脉注射)阻断ROCK可以提高体内多柔比星的疗效，并通过诱导抗肿瘤免疫来降低肿瘤负荷。此外，ROCK抑制剂Y27632在体内外均增加了癌细胞的吞噬作用，并促进了树突状细胞对CD8 T细胞的启动。Y27632还能够通过扰乱骨髓微环境和减少癌细胞的跨内皮迁移来提高硼替佐米对多发性骨髓瘤的疗效。通过shRNA筛选，作者发现ROCK和EGFR共同抑制是一种很有前景的治疗三阴性乳腺癌的策略，并对癌细胞有较强的抗增殖作用。磷酸化蛋白质组学分析揭示了ROCK和EGFR共抑制的机制。EGFR抑制剂能够诱导肿瘤细胞发生自噬，而ROCK抑制剂GSK269962A通过改变细胞骨架破坏自噬体清除。这些机制共同导致了癌细胞的死亡。
图3：不同ROCK抑制剂的效力和选择性的比较
药物递送策略。
特异性地增强药物对癌细胞的递送可以减少与ROCK抑制剂相关的毒性，同时增强抗肿瘤活性。利帕舒地尔和奈他舒地尔均在眼部局部给药;研究表明，Y27632局部治疗也可以治疗角膜损伤。对于皮肤癌的治疗，ROCK抑制剂局部应用是一种选择。另一种可能是“软”ROCK抑制剂，这种抑制剂通过酶作用转化为无毒分子。这些ROCK抑制剂已被开发出来，其酯基可快速水解为无活性代谢物，从而改善了治疗窗。限制胃肠道的“软”ROCK抑制剂允许局部递送，并且可以治疗与炎症性肠病相关的纤维化，并且可以考虑用于胃癌。
为了提高疗效，其他针对癌细胞而不影响健康细胞的药物递送系统也在进行测试。P-选择素糖蛋白在骨髓瘤相关内皮细胞中高表达，因此p -选择素配体PSGL-1被用于递送载硼替佐米和Y27632的脂质体。这种基于脂质体的递送比免费药物更有效。ROCK活性高的生物标志物除了在患者分层中发挥作用外，还可作为抗体-药物偶联物用于靶向药物递送。缺氧是几种癌症的标志，并且被描述为头颈部和乳腺癌细胞集体向变形虫样转化的诱导因素。
使用ROCK活性的生物标志物对患者进行分层。
早期发现和治疗可大大改善癌症患者的预后，识别生物标志物来预测对ROCK抑制的敏感性将是个体化治疗的关键。ROCK的功能可以在许多水平上进行控制，同时也可以通过许多下游靶点进行信号传导。肌球蛋白II是ROCK的直接靶点，而高水平的MLC2磷酸化(p-MLC2)与癌细胞的侵袭性变形虫状态相关，在这种状态下，肌球蛋白II产生静水压，而细胞利用滤泡作为功能突起进行迁移。根据活检中p-MLC2水平对患者进行分层可能非常有用。ROCK-肌球蛋白II信号通路的高激活诱导黑色素瘤和乳腺癌中多种细胞因子的分泌。TGF-β由ROCK -肌球蛋白II高表达的癌细胞高度分泌，而这种细胞因子通过CITED1-SMAD2活性支持变形虫行为和转移性扩散，CITED1-SMAD2活性也可能是肿瘤样本中ROCK活性的标志物。非经典Wnt信号通路活性标志物，如DAAM1、WNT11和WNT5B，参与阿米巴样细胞的干细胞特性。调节肌球蛋白II活性，并被发现在黑色素瘤的侵袭性前沿高度表达。这些细胞还表达肿瘤干细胞标志物，其中一些标志物的高水平，如ALDH1A1，与较差的预后相关。在胃癌中，IGF2 mRNA结合蛋白2 (IGF2BP2)增加IGF1R的表达并激活RhoA-ROCK信号通路，也可能是一个有趣的生物标志物。如上所述，在黑色素瘤和胃癌中，RhoA Y42C突变使ROCK1强激活。因此，携带RHOA突变的患者可能从ROCK抑制剂中获益，但我们需要开展更多工作来检验这一假设。
图4：异构体特异性抑制剂(如KD025)已获批，可能是靶向特定过程的关键
结论和展望：
ROCK抑制剂在肿瘤治疗中的发展受到许多因素的阻碍:对ROCK亚型的特异性功能缺乏了解，下游效应分子特征不明确，临床前研究中使用的选择性和有效性较低的ROCK抑制剂，以及已报道的对患者的降压作用。尽管大量临床前模型研究显示了有前景的抗癌特性，但在晚期实体癌中只有一项临床试验，这提示我们需要改进ROCK抑制剂的策略。我们提出了不同的方法来克服癌症中的这些挑战。(ii)使用低剂量ROCK抑制剂的联合治疗;(iii)开发更好的ROCK抑制剂反应生物标志物，以便对患者进行分层;(iv)研究CTC隔离以监测ROCK功能;虽然ROCK功能在许多肿瘤类型的肿瘤发生的许多步骤中至关重要，但我们尚未将这一信息有效地应用于临床。我们已经提出了广泛的未来策略，使这些知识更接近患者。
原文链接：https://www.cell.com/trends/cancer/pdf/S2405-8033(22)00262-X.pdf
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