生物医药靶点赛道：ERK1/2通路-BRAF（3） RAS-Raf-MEK1/2-ERK1/2通路促分裂素

RAS-Raf-MEK1/2-ERK1/2通路
促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路是真核生物信号传递网络中的重要途径之一，是细胞增殖、分化、细胞凋亡以及正常条件和病理条件下应激反应的关键信号通路。
MAPK主要有4个亚族，对应4条MAPK通路：ERK、p38、JNK、BMK1（ERK5）。本系列将主要介绍第一条由生长因子介导的ERK1/2通路的赛道情况，涵盖蛋白RAS、Raf、MEK和ERK1/2 ，其中任何一个蛋白的异常都有可能诱导肿瘤的发生和增殖，故皆已成为各类创新药靶向的热门靶标。

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图片来源：ResearchGate
BRAF
RAF基因家族包含BRAF、ARAF和CRAF ，所有的RAF蛋白都拥有磷酸化下游MEK1和MEK2的能力，其中BRAF有着最强的活化能力。作为RAS-Raf-MEK1/2-ERK1/2通路中的一员， BRAF在上游信号介导的级联激活下，参与对细胞增殖、分化和凋亡的调控。
BRAF基因生成包含766个氨基酸的BRAF蛋白，其拥有三个结构域（CR1、CR2和CR3），其中BRAF突变主要发生在激酶结构域CR3第600位密码子上，使缬氨酸（V）突变为谷氨酸（E），从而使酶的活性提升500倍并导致细胞增殖能力的提升。

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图片来源：《ClassifyingBRAFalterationsincancer:newrationaltherapeuticstrategiesforactionablemutations》， Nature
BRAF作为致癌驱动基因，有三种突变类型。 BRAFI型突变（如BRAFV600）和BRAFII型突变（如BRAFK601E）皆不依赖于上游RAS ，可以以单体（I型）或二聚体（II型）的形式激活BRAF激酶以及通路下游的细胞外调节蛋白激酶（ERK）；
BRAFIII型突变由BRAF非600型突变和野生型CRAF组成异质二聚体，导致BRAF激酶的活性降低或丧失，其对下游ERK的激活需要依赖于上游的信号传导（RAS）。相比于野生型的BRAF ， III型突变具有更强的磷酸化下游的能力。

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图片来源：《EmergingBRAFMutationsinCancerProgressionandTheirPossibleEffectsonTranionalNetworks》， PubMedCentral
研究显示，近7%的人类癌症与BRAF有关，其中90%的突变类型是V600E突变。从BRAF导致的病理机制来看， BRAF突变对ERK/MAPK通路的异常激活以及对第三类EGFRTKI耐药机制的形成是目前的研究重点之一。
BRAF突变所导致的下游ERK持续性激活使得其能够调控其下游的100多种转录因子，包括原癌基因cMyc、cFos、cJun等。以cMyc为例， cMyc受其N末端的残基Thr58和Ser62相互调控。 ERK通过磷酸化cMyc的Ser62位点促进其蛋白质的积累，而原本应发挥抑制降解作用的Thr58位点突变则导致cMyc蛋白稳定性的增加，提高其表达水平，并使其转移来自于BRAF突变的致癌信号，从而通过影响细胞增殖、分化基因组稳定性等来促进肿瘤的发生。
除此之外，研究显示BRAF的突变出现会导致针对非小细胞肺癌（NSCLC）第三代EGFRTKI（如奥希替尼）耐药机制的产生。大约3%由EGFR突变介导的NSCLC患者对奥希替尼耐药性的形成与BRAFV600E突变有关（无论是否存在EGFRT790M突变），而且部分病例BRAF突变的形成是在患者接受第三代EGFRTKI疗法的过程中出现的，但目前对抗EGFR治疗期间， EGFR细胞伴随获得BRAF突变的理解仍然有限。

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图片来源：《ResistancemechanismstoosimertinibinEGFR-mutatednon-smallcelllungcancer》， Nature
相关疗法
BRAF抑制剂的作为小分子药物，通过竞争性的占据ATP结合口袋，抑制BRAF的活性构想，从而阻断BRAF与ERK/MAPK通路的交互，达到抑制由此信号通路介导的细胞增殖与分化。从全球范围内已上市的相关药物来看， BRAF抑制剂包括直接靶向BRAF的直接疗法以及靶向下游MEK的间接疗法，涉及的药物包括达拉非尼、曲美替尼、Encorafenib、贝美替尼、Vemurafenib等。