CN116997334A

CN116997334A - 用于治疗前列腺癌的jmjd6靶向剂

Info

Publication number: CN116997334A
Application number: CN202180085448.6A
Authority: CN
Inventors: 迈德·赛义夫·伊斯兰; 安东尼·通宾; 克里斯托弗·斯科菲尔德; 亚历克·帕斯卡利斯; 乔纳森·韦尔蒂; 亚当·夏普; 约翰·德博诺; 斯蒂芬·普利美特
Original assignee: Oxford University Council Of Presidents Teachers And Scholars; Royal Cancer Hospital Cancer Research Institute; Cancer Research Technology Ltd; University of Washington; US Department of Veterans Affairs VA
Current assignee: Oxford University Council Of Presidents Teachers And Scholars; Royal Cancer Hospital Cancer Research Institute; Cancer Research Technology Ltd; University of Washington; US Department of Veterans Affairs VA
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2023-11-03
Also published as: JP2024502906A; EP4262762A1; WO2022129935A1; CA3202058A1; US20240115556A1; AU2021400061A1; AU2021400061A9

Abstract

本发明涉及通过靶向雄激素受体的剪接变体的产生来治疗前列腺癌的方法。在一个方面，这可以通过靶向JMJD6以减少雄激素受体剪接变体的产生来实现。本发明特别用于对常规雄激素疗法有抗性的前列腺癌的治疗。

Description

用于治疗前列腺癌的JMJD6靶向剂

关于联邦资助的研究的声明

本发明是在美国政府的支持下由国防部授予的W81XWH-17-1-0323号资助下完成的。政府对本发明享有一定的权利。

技术领域

本发明涉及通过靶向雄激素受体的剪接变体的产生来治疗前列腺癌的方法。本发明还涉及相关的组合物、用途和方法。

简介

前列腺癌(PC)是全球男性癌症死亡的主要原因。PC进展为转移性去势抗性PC(mCRPC)通常是由持续的雄激素受体(AR)信号传导驱动的[1，2]。靶向AR信号传导轴的阿比特龙和恩杂鲁胺是标准治疗，提高mCRPC和去势敏感PC(CSPC)[5]的无进展生存期(PFS)和总生存率(OS)[3，4]。然而，一些mCRPC对这些疗法的应答最小，而所有mCRPC最终都会产生耐药性，并总是导致死亡[6]，部分原因是组成型活性选择性(alternative)剪接AR变体(AR-SV)被截短并且缺乏当前AR导向疗法靶向的调节性AR配体结合结构域[7-9]。在报告的AR-SV中，AR剪接变体7(AR-V7)特别普遍，并与对AR靶向疗法的耐药性和较差的OS有关[8，10]。由于AR N末端结构域的固有无序性质，直接靶向AR-SV的努力已被证明具有挑战性[9]。

消除AR-V7介导的耐药性的一种策略是靶向调节AR-V7产生和/或稳定性的过程。对溴结构域和末端外(BET)基序蛋白家族的成员是感兴趣的，因为据报道它们调节AR信号传导[11]；BET抑制下调AR-V7蛋白表达，并减少对恩杂鲁胺耐药的患者来源的PC模型生长[11]。然而，BET蛋白具有多效性作用并调节许多信号传导通路，这也许可以解释为什么尽管进行了广泛的努力，但尚未有BET抑制剂被批准用于临床使用[12]。

对克服AR-SV并改善致命PC的结局的新的治疗策略的需求仍未得到满足。本发明旨在解决这一需求。

发明内容

晚期前列腺癌(APC)的内分泌抗性(EnR)是致命的。EnR可由雄激素受体剪接变体(AR-SV)介导，其中AR-V7是一种特别重要的临床变体。本发明人已经确定了对产生AR-V7很关键的蛋白质。JMJD6被鉴定为AR-V7的关键调节因子，其在体外与EnR一起上调、通过溴结构域抑制与AR-V7一起下调以及其在剪接体相关基因的靶向siRNA筛选中的鉴定证明了这一点。JMJD6蛋白水平随着去势抗性的增加而增加(p＜0.001)，并与较高的AR-V7水平和较短的生存率相关(p＝0.048)。JMJD6敲低降低了PC细胞生长、AR-V7水平以及U2AF65向ARpre-mRNA的募集。本发明人还表明，JMJD6基因的敲低和JMJD6蛋白的抑制会导致AR-V7水平的降低，因此靶向JMJD6可能是降低前列腺癌症细胞生长的关键。

因此，在第一实施方案中，本发明涉及JMJD6靶向剂，其用于前列腺癌的治疗或预防。

在一个方面，本发明涉及药物组合物，其包含用于前列腺癌的治疗的JMJD6靶向剂。

在一个方面，本发明涉及试剂盒，所述试剂盒包含JMJD6靶向剂或包含JMJD6靶向剂的药物组合物以及使用说明书。

在一个方面，本发明涉及诊断或预后前列腺癌的方法，其包括

a.获得生物样品，

b.确定样品中JMJD6的水平，

其中与参考样品相比JMJD6的水平增加指示不良预后。

在另一个方面，本发明涉及抑制雄激素受体剪接的方法，包括使细胞与JMJD6靶向剂接触。因此，本发明还涉及减少雄激素受体剪接变体如AR-V7的产生。

在另一个方面，本发明涉及药物组合物，其包含雄激素疗法和本文定义的JMJD6靶向剂。这可以用于前列腺癌，尤其是对常规雄激素疗法有耐药性的前列腺癌的治疗。

在一个方面，本发明涉及监测前列腺癌症疗法的疗效的方法，包括在施用疗法之前确定JMJD6的水平，以及在施用疗法之后确定JMJD6的水平。

在一个方面，本发明涉及鉴定JMJD6靶向剂的方法，包括使细胞与化合物接触并测定雄激素受体剪接的水平。

附图说明

本发明在以下非限制性附图中进一步说明。

图1：正交分析确定2OG依赖性双加氧酶JMJD6为AR-V7的潜在调节因子。(A)火山图显示了激素敏感性LNCaP(无AR-V7蛋白)和雄激素剥夺抗性LNCaP95(可检测的AR-V7蛋白质)前列腺癌(PC)细胞系，和用BET抑制剂(I-BET151)或运载体(DMSO 0.1％)处理的LNCaP95PC细胞之间与剪接体(剪接体相关基因集)相关的315个基因的差异mRNA表达，如通过RNA-seq确定的。蓝点表示基线表达(FPKM)大于两个实验中所有315个基因在基线时的中值表达水平的基因。每个实验中差异表达最多的前15个基因(FPKM)(上调或下调)用红点表示。附表示出了靶向siRNA筛选中鉴定的前10个命中数；在22Rv1和LNCaP95 PC细胞系中，剪接体相关基因集中的所有315个基因都被siRNA单独抑制。通过蛋白质印迹(WB)密度测定法定量AR-V7蛋白水平相对于AR-FL的变化。AR-V7下调在两个细胞系中平均，基因按AR-V7相对于AR-FL的下调程度的顺序排列。(B)维恩图将RNA-seq分析与siRNA筛选结果合并。目标基因预先定义为相对于LNCaP细胞在LNCaP95细胞中上调，在BET抑制后下调，并且在siRNA敲低后与AR-V7蛋白表达(WB)相对于AR-FL降低>50％相关。JMJD6是唯一符合这三个标准的基因。(C-E)159个mCRPC活组织检查(SU2C/PCF队列)中转录组分析的散点图，显示JMJD6mRNA表达与(C)雄激素应答(标志；H)、(D)AR特征(源自43个AR调节的转录物)和(E)AR-V7特征(源自与mCRPC中AR-V7表达相关的59个基因)之间的相关性。JMJD6 mRNA表达显示为logFPKM。显示了r值和p值，并使用Spearman相关性进行了计算。

图2：JMJD6与mCRPC中AR-V7表达和不良预后有关。(A)通过WB检测LNCaP95全细胞裂解液中的单个条带证实了抗体的特异性，与非靶向对照siRNA相比，用合并的JMJD6siRNA处理后有下调。(B)用非靶向对照siRNA处理的LNCaP95 PC细胞的显微照片，显示JMJD6的棕色核染色阳性。(C)用合并的JMJD6 siRNA处理的LNCaP95 PC细胞的显微照片。表明JMJD6蛋白明显减少，以JMJD6的蓝色阴性染色为主。(D)来自三个不同患者(RMH/ICR患者队列)的匹配的、同患者、诊断性去势敏感(CSPC)(上)和mCRPC(下)组织样品中的AR-V7(左)和JMJD6(右)蛋白水平的IHC分析的显微照片。比例尺设置为100米。呈现的组织样品中JMJD6蛋白水平与mCRPC中AR-V7水平相似。(E)盒须图显示mCRPC活检中JMJD6蛋白水平(IHCH评分)显著增加(p＜0.001)(中位数H评分[IQR]；CSPC(n＝64)12.5[0.0-67.5]vs CRPC(n＝74)80[20.0-130.0]；Wilcoxon秩和分析)。(F)来自具有高(JMJD6 H评分≥中位数)mCRPCJMJD6蛋白水平的患者的mCRPC组织样品中AR-V7蛋白水平显著更高(p＝0.036)(低50[0.0-105.0；n＝33]vs高100[22-5-147.5；n＝41]；Mann-Whitney检验)。(G)在其mCRPC组织样品中JMJD6水平最高(H评分>第75百分位)的患者中，自CRPC组织活检时起的中位OS显著恶化(n＝74，p＝0.048；对数秩检验)。

图3：JMJD6对PC细胞生长很重要，并调节AR-V7的表达。(A)与非靶向对照siRNA(25nM；蓝条/左条)相比，JMJD6 siRNA敲低(25nM；红条/右条)显著降低LNCaP、LNCaP95和22Rv1 PC细胞的生长(细胞数量；磺酰罗丹明B(SRB)测定)，而PNT2细胞(永生化的正常前列腺上皮细胞)相对不受影响。显示了平均细胞生长(归一化为相同浓度的对照siRNA)和平均值的标准误差；n≥4个数据点(至少2个生物学重复，2个技术重复)。(B-C)JMJD6 siRNA敲低下调LNCaP95和22Rv1 PC细胞系中的AR-V7 mRNA(qPCR)和蛋白质(WB)水平。示出了平均RNA表达(归一化为管家基因(B2M和GAPDH)和同等浓度的对照siRNA；定义为1.0)与来自三个实验的平均值的标准误差。对照siRNA如左图所示，JMJD6 siRNA如右图所示。(D)折线图说明，五天后，与对照相比，JMJD6 siRNA敲低(25nM)+/-恩杂鲁胺(10M)对激素敏感、AR扩增且产生AR-V7的VCaP PC细胞存活力的影响，如使用发光细胞存活力测定法测定的。与对照siRNA(蓝线)相比，JMJD6 siRNA敲低(红线)显著降低了VCaP PC细胞的存活力。与单独的JMJD6 siRNA(红色)或单独的恩杂鲁胺(绿色)相比，与恩杂鲁胺(紫色线)的组合处理导致VCaP细胞存活力的显著更深刻的降低。n＝3；显示了平均细胞存活力(归一化为相同浓度的对照siRNA+DMSO 0.1％)和平均值的标准误差。(E)JMJD6敲低下调VCaP细胞中基线AR-V7mRNA(qPCR)水平。与非靶向对照siRNA(从左到右的绿色条/第二条)相比，JMJD6敲低还导致响应AR阻断(恩杂鲁胺10M；从左到右的紫色条/第四条)的AR-V7mRNA表达增加显著较低。示出了平均RNA表达(归一化为管家基因(B2M、GAPDH和CDC73)，以及同等浓度的对照siRNA+DMSO 0.1％；定义为1.0，蓝色条首先从左边形成)与来自三个实验的平均值的标准误差。(F)显示三个独立实验的单个代表性WB。JMJD6 siRNA敲低降低VCaP PC细胞中AR-V7蛋白水平。此外，虽然AR-V7蛋白水平随着AR阻断(恩杂鲁胺10M)而显著增加，但在用恩杂鲁胺(10M)处理时，当JMJD6被siRNA(25nM)敲低时，AR-V7蛋白水平没有显著变化。采用未配对学生t检验检验技术重复的平均值，计算每种条件下与对照组(在同等浓度下)相比的p值(*，p≤0.05；**，p≤0.01；***，p≤0.001)。

图4：JMJD6调节AR-V7转录，部分是通过在CRPC的体外模型中将剪接因子U2AF65募集到AR-V7特异性剪接位点。(A-C)散点图示出了在159个mCRPC活组织检查(SU2C/PCF队列)中，JMJD6 mRNA表达与(A)雄激素应答(标志；H)、(B)AR特征(源自43个AR调节的转录物)和(C)AR-V7特征(源自与mCRPC中AR-V7表达相关的59个基因)之间的相关性。U2AF65 mRNA表达显示为log FPKM。显示了r值和p值，并使用Spearman相关性进行了计算。(D)技术一式三份的单个WB显示在22Rv1 PC细胞中使用JMJD6和U2AF65 siRNA两者都降低了AR-V7蛋白水平。JMJD6 siRNA对U2AF65蛋白水平的影响最小。(E)说明RNA免疫沉淀(RIP)测定中靶向区域的人类AR基因的示意图，以及随附的汇总条形图。显示在用JMJD6 siRNA处理的22Rv1 PC细胞中，在AR-V7特异性剪接位点P1(包含AR和AR-V7的5'剪接位点)和P2(包含AR-V7的3’剪接位点)处的可检测U2AF65(显示在红条/右条中)与非靶向对照siRNA(显示在蓝条/左条中)相比减少。表明JMJD6调节剪接因子U2AF65向AR-V7剪接位点的募集。RIP数据来源于两个独立的实验，一式三份进行。采用未配对学生t检验检验技术重复的平均值计算每种条件下与对照组(在同等浓度下)相比的p值(*，p≤0.05；**，p≤0.01；***，p≤0.001)。(F)LNCaP95 PC细胞中非靶向对照siRNA(蓝色虚线；定义为0.0)和JMJD6 siRNA之间的选择性剪接事件的示意图以及相应的选择性剪接平均差异的直方图。左移表示剪接事件的减少。橙色(x/y)显示基因总数(y)中发生的选择性剪接事件(x)的总数。JMJD6敲低导致753个选择性剪接事件的实质性变化，其中大多数发生频率较低。

图5：证据表明，JMJD6介导的AR-V7的产生依赖于JMJD6的催化作用，该催化作用可被化学抑制以下调AR-V7蛋白水平。(A)将JMJD6野生型(JMJD6^WT)质粒以增加的浓度转染到22Rv1 PC细胞中(所有都接受总共1g质粒，添加空载体对照以弥补差异)导致AR-V7蛋白(WB)和mRNA(qPCR)水平增加。将平均mRNA水平归一化为管家基因(B2M和GAPDH)，并归一化为用同等浓度的空载体对照质粒进行的研究；空载体对照数据被定义为1.0，其中显示了来自三个实验的平均值的标准误差。使用未配对学生t检验检验技术重复的平均值，计算每种条件下与对照组(在同等浓度下)相比的p值(*，p≤0.05；**，p≤0.01；***，p≤0.001)。(B)相反，通过JMJD6^MUT1(D189A和H187A)和JMJD6^MUT ²(N287A和T285A)的JMJD6催化结构域中活性位点残基的失活突变的转染降低了AR-V7蛋白水平(空载体对照，JMJD6^MUT1和JMJD6^MUT2＝1g总质粒)。(C)在VCaP PC细胞中，AR-V7的表达是由JMJD6^WT诱导的，而不是由JMJD6^MUT1诱导的，这表明JMJD6介导的AR-V7表达需要活性JMJD6。在替代细胞系模型中，单例模式WB验证在(B)中呈现。(D-E)JMJD6三级结构的图解表示[58]。JMJD6^MUT1(D189A和H187A；绿色球体)和JMJD6^MUT2(N287A和T285A；品红色球体)对JMJD6催化结构域中活性位点残基的失活取代存在于通过canSAR知识库鉴定的预测的可药用口袋(显示为橙色)内[33,34]。(F)液相色谱-质谱(LC-MS)分析表明，2OG模拟物吡啶-2,4-二羧酸(2,4-PDCA)导致分离的JMJD6介导的其已知靶标LUC7L的赖氨酰-5-羟基化的剂量依赖性减少；表明2,4-PDCA是JMJD6赖氨酰羟化酶催化活性的抑制剂。(G)WB显示2,4-PDCA导致22Rv1 PC细胞中AR-V7蛋白水平的剂量依赖性降低。示出了来自两个独立实验的单个代表性WB。

发明详述

现在将进一步描述本发明的实施方案。在以下段落中，描述了不同的实施方案。如此定义的每个方面可以与任何其他方面或多个方面组合，除非有明确的相反指示。

特别地，被指示为优选或有利的任何特征可以与被指示为优选或有利的任意其它或多个特征组合。除非另有说明，否则本发明的实践将采用本领域技术范围内的免疫学、分子生物学、药物化学、酶学(包括与2-酮戊二酸依赖性加氧酶及其抑制有关的酶学)、生物化学和重组DNA技术的常规技术。分子生物学技术在文献中有充分的解释，例如参见Green和Sambrooket al.,Molecular Cloning:ALaboratory Manual,第4版,Cold Spring HarborLaboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.(2012)。

雄激素受体信号传导对前列腺的发生和进展至关重要。组成活性AR剪接变体，如AR-V7，诱导对抗雄激素疗法如醋酸阿比特龙(AA)、恩杂鲁胺(E)(enzalutamide)和阿帕鲁胺(apalutamide)的耐药性，这些药物靶向去势敏感前列腺癌(CSPC)和去势抗性前列腺癌CRPC患者的AR轴。因此，需要能够减少AR剪接变体产生的疗法。

本发明是基于JMJD6是雄激素受体剪接中(例如在AR-V7的产生中)的关键蛋白的发现。因此，本发明人已经发现，可以通过靶向JMJD6来减少或防止雄激素受体剪接变体(例如AR-V7)的产生。

因此，本发明涉及JMJD6靶向剂，其用于前列腺癌治疗。这是通过靶向JMJD6来防止一种或多种雄激素受体剪接变体(例如AR-V7)的产生来实现的。

本文中使用的术语“JMJD6”或“JMJD6序列”可指编码含有Jumonji结构域的蛋白质6的基因或核酸，或可指含有Jumonji结构域的蛋白质6本身(Uniprot登录号Q6NYC1)，包括JMJD6的任何变体/同种型(isoform)，例如通过翻译后修饰发生的变体/同种型。JMJD6同种型1的NCBI ID为NP_001074930.1，JMJD6的同种型2为NP_055982.2。因此，如本文所用，在本发明的各种实施方案中，JMJD6核酸序列可包含SEQ ID NO.1(同种型1)或SEQ ID NO.3(同种型2)或其部分。JMJD6多肽序列可以包含SEQ ID NO.3(同种型1)或SEQ ID NO.4(同种型2)或其部分。在一些实施方案中，JMJD6核酸或多肽序列是本文提供的核酸或多肽序列的变体或截短形式(例如N或C末端截短，例如截短5、10、15或20个残基)，例如具有与JMJD6的相关核酸或多肽序列例如SEQ ID NO.1、2、3或4中定义的序列具有至少85％、优选至少90％、更优选至少95％、还更优选至少98％的序列同源性或同一性的序列。

SEQ ID NO.1

SEQ ID NO.2

SEQ ID NO.3

SEQ ID NO.4

JMJD6蛋白是一种核定位蛋白(尽管它可以存在于细胞的其他地方)，具有JmjC结构域(Jumonji C结构域)。JMJD6是一种双加氧酶，已被报道为精氨酸去甲基酶和赖氨酰羟化酶两者。JMJD6的催化活性需要Fe(II)作为辅因子，2-酮戊二酸(2OG)和双氧作为共底物。二氧化碳和琥珀酸盐是作为副产物产生的。

如本文所用，术语“JMJD6靶向剂”是能够靶向JMJD6基因(包括编码JMJD6蛋白的DNA和RNA)或JMJD6蛋白的任何试剂。因此，在一个实施方案中，“JMJD6靶向剂”是能够靶向JMJD6基因的任何试剂。在另一个实施方案中，“JMJD6靶向剂”是能够靶向JMJD6蛋白的任何试剂。靶向剂可以是抑制或降低JMJD6蛋白的催化活性和/或生物学功能/活性或JMJD6基因表达的试剂。靶向剂可以是调节JMJD6蛋白的催化活性和/或生物学功能/活性或JMJD6基因表达的试剂。催化活性的调节可以包括催化活性的降低、催化转化率的变化和/或底物识别的改变。

在一个实施方案中，靶向剂可以是小分子抑制剂或生物大分子例如抗体或其片段。JMJD6的水平例如JMJD6基因表达的水平也可以通过使用核酸例如短干扰RNA或CRISPR方法来改变。小分子抑制剂或抗体可以以阻断JMJD6蛋白的催化活性的方式结合。小分子抑制剂或抗体可以以降低或基本上消除JMJD6蛋白的催化活性的方式结合。本文所用的活性降低可以是降低50％、60％、70％、80％、90％或更多。

JMJD6靶向剂可以是JMJD6蛋白活性的抑制剂，特别是就其在调节雄激素剪接变体如AR V7水平中的作用而言。JMJD6靶向剂可以以阻碍底物或共底物与蛋白质结合的方式结合，例如靶向剂可改变JMJD6蛋白质的构象，使得底物或共底物不能再结合，或者其可阻断JMJD6蛋白的结合或活性位点。

在一个实施方案中，抑制剂通过与JMJD6结合来降低JMJD6的催化活性。JMJD6靶向剂可作为JMJD6蛋白的底物或共底物竞争性抑制剂，因此靶向剂可以以靶向JMJD6活性位点的方式结合。靶向剂可以作为JMJD6的底物和/或共底物2OG或双氧的竞争性抑制剂。特别地，在JMJD6靶向剂是竞争性抑制剂的情况下，它可以结合在JMJD 6的活性位点内。JMJD6靶向剂可以与JMJD6的催化结构域结合。

竞争性抑制剂可以选自已知的人加氧酶(例如缺氧诱导因子脯氨酰羟化酶)抑制剂或其变体，包括活性位点Fe结合2OG竞争剂的临床使用的抑制剂，特别是Fe(II)结合2OG竞争剂。

术语“活性位点”是指酶如JMJD6的区域，其中进行化学反应的底物区域结合至活性位点。一旦底物在活性位点结合，就会发生催化作用，底物转化为产物。活性位点内的催化残基起到降低底物转化为产物所需的活化能的作用。JMJD6蛋白的结构已通过X射线晶体学研究鉴定，以下残基已被鉴定为位于可药用口袋内的重要催化残基，这些残基包括：D189、H187、N287和T285。因此，JMJD6靶向剂可以阻断JMD6底物、共底物或金属离子与活性位点残基的相互作用，所述活性位点残基包括但不限于D189、H187、N287和/或T285。在实施方案中，JMJD6靶向剂可以阻断Fe(II)辅因子与活性位点残基D189、H187、N287和/或T285的相互作用。

JMJD6靶向剂可以是非底物或非共底物竞争性JMJD6抑制剂；因此靶向剂可以在远离JMJD6的活性位点的位点结合。靶向剂可以在JMJD6蛋白的区域例如多丝氨酸区、AT钩区和/或核定位区结合，其中这种结合调节JMJD6的活性。

JMJD6靶向剂可以是JMJD6的不竞争性抑制剂，因此靶向剂可与酶-底物复合物结合并防止产物形成。JMJD6靶向剂可以是JMJD6的变构抑制剂，因此靶向剂可在远离JMJD6活性位点的位点结合，并且变构抑制剂的结合可导致改变的JMJD6蛋白质构象，使得底物不能结合。

抑制剂可以与JMJD6的底物、共底物或辅因子竞争，这些过程都是抑制人2OG加氧酶而建立的。特别地，抑制剂可以与JMJD6的金属辅因子Fe(II)竞争。

JMJD6靶向剂可以包括为2OG(2-酮戊二酸，也称为α-酮戊二酸)的类似物或模拟物的化合物或与2OG竞争的化合物。2OG的模拟物可以与具有以下结构的2OG具有结构或空间相似性：

2OG的模拟物的实例包括吡啶-羧酸盐衍生物或其衍生物、N-草酰基氨基酸或其衍生物，琥珀酸盐或其衍生物或2OG或2-氧代酸衍生物。特别地，模拟物可以是吡啶-2，4-二羧酸，因此JMJD6靶向剂可以包括吡啶-2，4二羧酸，也被称为卢剔啶酸(lutidinic acid)，或者可以由吡啶-2，4--二羧酸组成。人们认识到，2OG竞争剂已被确定为2OG加氧酶抑制剂并已被广泛应用于医学(如缺氧诱导因子脯氨酰羟化酶抑制剂)和农业。这种抑制剂可能与“主要”酶底物竞争，也可能不与之竞争。此类已使用的化合物或其修饰或变体可能适合用作JMJD6抑制剂，用于治疗本文所述的前列腺癌。

已知的加氧酶抑制剂包括FG4592(Roxadustat)、GSK1278863(Daprodustat)、Bay85-3934(Molidustat)和AKB-6548(Vadadustat)。这些化合物通过与共底物2OG竞争结合而起作用(Yeh et al.,Molecular and Cellular Mechanisms of HIF ProlylHydroxylase Inhibitors in Clinical Trials,Chem Sci,2017,8,7651)。因此，FG4592(Roxadustat)、GSK1278863(Daprodustat)、Bay85-3934(Molidustat)和AKB-6548(Vadadustat)或其变体可用于通过与2OG竞争结合来抑制JMJD6活性，从而减少雄激素受体剪接变体的产生。

在2OG的模拟物中，2OG分子任一端的酸根可以用不同的官能团例如四唑、三唑、醇基、酮、醛、酰卤、羧酸盐或酯取代。2OG模拟物的优化可以使用标准药物发现技术和平台来进行，以优化结合和抑制剂特性。

JMJD6靶向剂可导致JMJD6赖氨酰羟化酶催化活性的降低。人们还认识到，与JMJD6结合可以改变其生物学功能，而不会改变其催化活性。例如，可以减少JMJD6介导的靶LUC7样(LUC7L)的赖氨酰-5-羟基化。

JMJD6靶向剂可以包括与Fe(II)辅因子竞争结合的化合物。因此，所述化合物可以结合在Fe(II)辅因子结合位点中或其附近，使得Fe(Ⅱ)不能结合。

JMJD6靶向化合物可以包括天然产物或已知化合物或它们的变体或前药形式。

在一个实施方案中，抑制剂或靶向剂通过降低前列腺癌细胞中雄激素受体的剪接变体的量而起作用。雄激素受体剪接变体可以是V7变体。抑制剂或靶向剂可通过降低雄激素受体剪接变体的量来治疗或预防前列腺癌。因此，抑制剂可能对发生剪接变体的其他增殖性疾病有效。

在一个实施方案中，靶向化合物可以是靶向JMJD6基因并阻止或减少JMJD6基因的表达的化合物。例如，靶向剂可以是反义寡核苷酸或RNA干扰(RNAi)的介体，例如siRNA(小干扰RNA)、shRNA(短发夹RNA)。

RNAi是一种可用于调节或抑制基因表达的生物学途径。反义寡核苷酸也可以诱导基因表达的调节或抑制。这两种方法都通过使用通过Watson和Crick碱基配对与靶RNA结合的寡核苷酸序列来影响基因表达。

短发夹RNA是一种RNA干扰(RNAi)的类型，可用于基因表达的调节或抑制。shRNA分子通常包括约19-22个核苷酸的第一序列，然后是约19-22个核苷酸的第二序列，其中第一和第二序列是互补的，并且可以形成双链体。第一序列或第二序列可以与靶区或基因中的序列互补。第一和第二序列通过另外的核苷酸序列连接，当第一和第二序列形成双链体时，该另外的核苷酸序列形成环结构。

siRNA可用于实现基因表达的瞬时减少或抑制。

JMJD6靶向剂可能能够抑制JMJD6基因的表达。JMJD6靶向剂可以选自反义寡核苷酸或RNAi介体，例如siRNA、shRNA。RNAi介体或反义寡核苷酸可以包括与JMJD6基因的序列互补的序列。

在实施方案中，JMJD6靶向剂减少一种或多种雄激素受体剪接变体的产生，例如在前列腺癌细胞内。雄激素受体剪接变体可被鉴定为C端被截短和/或缺乏典型配体结合结构域的雄激素受体的变体。有多种不同的雄激素受体剪接变体。JMJD6靶向剂可以减少雄激素剪接变体的产生，所述雄激素剪接变体选自AR-V1、AR-V2、AR-V3、AR-V4、AR-V5、AR-V6、AR-V7、AR-V8、AR-V9、AR-V10、AR-V11、AR-V12、AR-V13、AR-V14、AR-V15、AR-V16、AR-V18、AR-V23、AR8、ARQ640X、ARv5es、Arv56es、ARv7es、AR-45、AR-V567es中的一种或多种。在优选实施方案中，JMJD6靶向剂减少雄激素受体剪接变体AR-V7的产生。

在一个实施方案中，JMJD6靶向剂导致细胞中JMJD6的降解或细胞中JMJD6的表达降低。

在一个方面中，本发明涉及药物组合物，其包含JMJD6靶向剂，例如用于前列腺癌的治疗。

另一方面，本发明涉及药物组合物，其包含雄激素疗法和JMJD6靶向剂。

药物组合物可进一步包含一种或多种另外的活性剂、药学上可接受的载体、稀释剂、赋形剂或佐剂。该组合物可以包含另外的药剂，例如抗雄激素疗法。

药学上可接受的载体或运载体可以是颗粒，使得组合物例如为片剂或粉末形式。术语“载体”是指与本发明的药物抗体缀合物一起施用的稀释剂、佐剂或赋形剂。这些药物载体可以是液体，例如水和油，包括石油、动物、植物或合成来源的那些，例如花生油、大豆油、矿物油、芝麻油等。载体可以是盐水、阿拉伯树胶、明胶、淀粉糊、滑石、角蛋白、胶体二氧化硅、尿素等。此外，还可以使用助剂、稳定剂、增稠剂、润滑剂和着色剂。在一个实施方案中，当施用至动物时，本发明的单域抗体或组合物和药学上可接受的载体是无菌的。当静脉注射本发明的药物抗体缀合物时，水是优选的载体。盐水溶液和葡萄糖水溶液和甘油溶液也可以用作液体载体，特别是用于可注射溶液。合适的药物载体还包括赋形剂，例如淀粉、葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、麦芽、大米、面粉、白垩、硅胶、硬脂酸钠、单硬脂酸甘油酯、滑石、氯化钠、干脱脂奶、甘油、丙烯、乙二醇、水、乙醇等。如果需要，本发明组合物还可含有少量润湿剂或乳化剂或pH缓冲剂。

药物递送系统(DDS)可用于递送JMJD6靶向剂或药物组合物。DDS可包括合成的生物可降解聚合物、疏水材料，如α-羟基酸，如聚乳酸-乙醇酸共聚物[PLGA])和聚酸酐。DDS可以包括天然存在的聚合物，例如复合糖，例如透明质酸、壳聚糖[CHI]和无机物，例如羟基磷灰石。DDS可以包括金属纳米颗粒，例如金纳米颗粒。它还可以包括前药形式，例如靶向前列腺/前列腺癌细胞抑制剂的前药形式。

本发明的药物组合物可以是液体的形式，例如溶液、乳液或悬浮液。本发明的液体组合物，无论是溶液、悬浮液还是其他类似形式，也可以包括以下中的一种或多种：无菌稀释剂如水、盐水溶液，优选生理盐水、林格氏溶液、等渗氯化钠、固定油如合成单或二甘油酯(digylcerides)、聚乙二醇、甘油或其他溶剂；抗菌剂，例如苯甲醇或对羟基苯甲酸甲酯；以及用于调节渗透压的试剂，例如氯化钠或葡萄糖。该组合物可以封装在由玻璃、塑料或其他材料制成的安瓿、一次性注射器或多剂量小瓶中。

本发明的JMJD6靶向剂或药物组合物的静脉内制剂可以是无菌可注射的水性或非水性(例如含油)溶液或悬浮液的形式。无菌可注射制剂也可以是在无毒的胃肠道外可接受的稀释剂或溶剂中的无菌可注射溶液或悬浮液，例如在1，3-丁二醇中的溶液。可使用的可接受的运载体和溶剂为水、磷酸盐缓冲溶液、林格氏溶液和等渗氯化钠溶液。此外，可以使用无菌的固定油作为溶剂或悬浮介质。为此，可以使用任何温和的固定油，包括合成的单甘油酯或二甘油酯。此外，脂肪酸如油酸可用于本发明的静脉制剂的制备。

药物组合物可以使用药学领域中众所周知的方法制备。例如，可以通过将本发明的运载体与水组合以形成溶液来制备预期通过注射施用的组合物。可以添加表面活性剂以促进均匀溶液或悬浮液的形成。

JMJD6靶向剂或药物组合物可以通过任何合适的途径施用。例如，递送可以是口服的、局部的、肠胃外的、舌下的、直肠的、阴道的、眼的、鼻内的、肺的、皮内的、玻璃体内的、肿瘤内的、肌内的、腹膜内的、静脉内的、皮下的、脑内的、透皮的、透粘膜的、通过吸入的或局部的，特别是到耳朵、鼻子、眼睛或皮肤或通过吸入的。

肠胃外施用包括例如静脉内、肌内、动脉内、腹膜内、鼻内、直肠、膀胱内、皮内、局部或皮下施用。

本领域技术人员将知道如何为这些施用途径制备合适的制剂。

药物组合物可以是液体，例如溶液、糖浆、溶液、乳液或悬浮液的形式。该液体可用于口服施用或通过注射、输注(例如IV输注)或皮下递送。

当用于口服施用时，组合物可以是固体或液体形式，其中半固体、半液体、悬浮液和凝胶形式包括在本文中视为固体或液体的形式中。

作为口服施用的固体组合物，该组合物可以配制成粉末、颗粒、压缩片、丸剂、胶囊剂、口香糖、薄片等形式。这种固体组合物通常含有一种或多种惰性稀释剂。此外，可以存在以下一种或多种：粘合剂，如羧甲基纤维素、乙基纤维素、微晶纤维素或明胶；赋形剂如淀粉、乳糖或糊精，崩解剂如海藻酸、海藻酸钠、玉米淀粉等；润滑剂如硬脂酸镁；助流剂，如胶体二氧化硅；甜味剂如蔗糖或糖精；调味剂，如薄荷、水杨酸甲酯或橙子调味剂；和着色剂。当组合物为胶囊(例如明胶胶囊)形式时，除了上述类型的材料外，它还可以含有液体载体，例如聚乙二醇、环糊精或脂肪油。

当用于口服施用时，组合物可包含甜味剂、防腐剂、染料/着色剂和增味剂中的一种或多种。在用于通过注射施用的组合物中，还可以包括表面活性剂、防腐剂、润湿剂、分散剂、悬浮剂、缓冲剂、稳定剂和等渗剂中的一种或多种。

组合物可以采取一个或多个剂量单位的形式。

在特定实施方案中，期望将组合物局部施用到需要治疗的区域，或通过静脉注射或输注。

在前列腺癌治疗中有效/有活性的药物即本文所述的JMJD6靶向剂的量将取决于疾病或病症的性质，并可通过标准临床技术确定。此外，可以任选地使用体外或体内测定来帮助确定最佳剂量范围。组合物中使用的精确剂量还将取决于施用途径和疾病的严重性，并应根据医生的判断和每个患者的情况来决定。应考虑年龄、体重、性别、饮食、施用时间、排泄率、宿主状况、药物组合、反应敏感性和疾病严重程度等因素。

典型地，该量以组合物重量计为至少约0.01％的药物。当用于口服施用时，该量可变化至组合物重量的约0.1％至约80％。优选的口服组合物可包含组合物重量的约4％至约50％的药物。

制备本发明的组合物，使得肠胃外剂量单位含有约0.01重量％至约2重量％的本发明的单域抗体。

对于注射施用，组合物可包含通常约0.1mg/kg至约250mg/kg的动物的体重，优选约0.1mg/kg至约20mg/kg的动物的体重，更优选约1mg/kg至约10mg/kg的动物的体重。在一个实施方案中，组合物以约1至30mg/kg，例如约5至25mg/kg、约10至20mg/kg、约1至5mg/kg或约3mg/kg的剂量施用。施用时间表可以从例如一周一次到每2、3或4周一次变化。

在一个方面，本发明涉及治疗前列腺癌的方法，其包括施用治疗有效量的JMJD6靶向剂或包含JMJD6靶向剂的药物组合物。JMJD6靶向剂如本文所述。

在一个方面，本发明涉及治疗或预防前列腺癌(例如晚期前列腺癌)内分泌抗性的方法，其包括施用治疗有效量的JMJD6靶向剂或包含JMJD6靶向剂的药物组合物。

在一个方面，本发明涉及用于制备治疗前列腺癌的药物的JMJD6靶向剂。

如本文所用，“治疗(treat)”、“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”是指抑制或缓解疾病。例如，治疗可以包括推迟与疾病相关的症状的发展，和/或减少将伴随或预计伴随所述疾病发展的此类症状的严重程度。这些术语包括改善现有症状，预防另外的症状，以及改善或预防此类症状的潜在原因。因此，这些术语表示正在治疗的至少一些哺乳动物，例如人患者，正在获得有益的结果。许多医学治疗方法对接受治疗的部分患者(但不是所有患者)有效。

术语“受试者”或“患者”是指作为治疗、观察或实验对象的动物。仅作为示例，受试者包括但不限于哺乳动物，包括但不局限于人或非人哺乳动物，例如非人灵长类动物、鼠、牛、马、犬科动物、绵羊或猫科动物。

如本文所用，术语“有效量”是指靶向剂的量，当单独或与另外的治疗剂联合施用至细胞、组织或受试者时，在施用条件下有效地达到所需的治疗或预防效果。

本文所述化合物可用于治疗前列腺癌或前列腺病症。前列腺病症是指任何折磨雄性生殖系统前列腺的疾病。前列腺依赖于睾丸的荷尔蒙分泌。JMJD6的表达已在其他癌症中，更具体地说，在与这些癌症相关的新血管系统中检测到。发现广泛的癌症，包括常规(透明细胞)肾细胞、膀胱移行细胞、睾丸-胚胎细胞、神经内分泌细胞、结肠和乳腺癌，以及不同类型的恶性肿瘤，在其新血管系统中一致且强烈地表达JMJD6。在实施方案中，前列腺癌症选自：腺泡腺癌、导管腺癌、移行细胞癌(尿路上皮癌)、鳞状细胞前列腺癌、小细胞前列腺癌、大细胞前列腺癌、黏液腺癌、印戒细胞前列腺癌、基底细胞前列腺癌、平滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤。

在实施方案中，前列腺癌可以是内分泌抗性前列腺癌或去势抗性前列腺癌。因此，本发明特别适用于治疗内分泌抗性前列腺癌或去势抗性前列腺癌。

AR-V7的上调与晚期(advance)前列腺癌的内分泌抗性有关，因此，在一个实施方案中，本发明涉及JMJD6靶向剂用于前列腺癌内分泌抗性的治疗或预防或诊断。

JMJD6靶向剂可与抗癌疗法组合使用，所述抗癌疗法为现有疗法或治疗剂。JMJD6靶向剂可与进一步的抗癌疗法组合使用。进一步的抗癌疗法可选自放射疗法、化疗、手术、免疫疗法、检查点抑制剂、激素疗法。具体而言，进一步的抗癌疗法可选自例如通常用于前列腺癌的治疗的疗法；恩杂鲁胺、阿比特龙/乙酸阿比特龙、阿帕卢胺、镭-223、多西他赛、sipuleucel-T、卡巴他塞、米托蒽醌、比卡鲁胺、酮康唑和/或皮质类固醇。进一步的抗癌疗法可以与JMJD6靶向化合物同时、顺序或分开施用。在一个实施方案中，该疗法是抗雄激素疗法。

在本发明的具体实施方案中，该组合物与化学治疗剂或放射疗法同时施用。在另一个具体实施方案中，化学治疗剂或放射疗法在施用本发明组合物之前或之后施用，优选在施用本发明的组合物之前或之后至少一小时、五小时、12小时、一天、一周、一个月，更优选数月(例如直至三个月)施用。

在实施方案中，本发明还涉及其中JMJD6靶向剂例如增强现有抗癌疗法的功效的组合疗法，包括施用JMJD6靶向化合物或本发明的组合物和抗癌疗法。在一个实施方案中，该疗法是抗雄激素疗法，例如阿比特龙/乙酸阿比特龙、恩杂鲁胺或阿帕鲁胺。

在一个实施方案中，该效果是协同的。抗癌疗法包括治疗剂或放射疗法，并包括基因疗法、病毒疗法、RNA疗法、骨髓移植、纳米疗法、靶向抗癌疗法或溶瘤药物。其他治疗剂的实例包括检查点抑制剂、抗肿瘤剂、免疫原性剂、减毒癌细胞、肿瘤抗原、抗原呈递细胞如用肿瘤衍生抗原或核酸脉冲的树突细胞、免疫刺激细胞因子(例如IL-2、IFNa2、GM-CSF)、靶向小分子和生物分子(例如信号转导途径的组分，例如酪氨酸激酶的调节剂和受体酪氨酸激酶的抑制剂，以及与肿瘤特异性抗原结合的试剂，包括EGFR拮抗剂)、抗炎剂、细胞毒性剂、放射性毒性剂，或免疫抑制剂和用编码免疫刺激细胞因子(例如GM-CSF)的基因转染的细胞、化疗、顺铂、吉非替尼、紫杉醇、多柔比星、表柔比星、卡培他滨、卡铂、环磷酰胺、5-氟尿嘧啶。在一个实施方案中，所述疗法选自恩杂鲁胺、阿比特龙、镭-223、多西他赛、sipuleucel-T、卡巴他塞、米托蒽醌、比卡鲁胺、酮康唑和/或皮质类固醇。在一个实施方案中，JMJD6靶向剂或组合物与手术组合使用。本发明的JMJD6靶向剂或组合物可以与其他疗法同时或在不同时间施用，例如同时、分开或顺序施用。

在特定实施方案中，可能希望将本发明的JMJD6靶向剂或组合物局部施用到需要治疗的区域，例如肿瘤部位。在另一个实施方案中，可能希望通过静脉注射或输注来施用JMJD6靶向剂或组合物。在治疗特定病症或病况中有效/有活性的本发明JMJD6靶向剂的量将取决于病症或病况的性质，并且可以通过标准临床技术来确定。此外，可以任选地采用体外或体内测定来帮助确定最佳剂量范围。组合物中使用的精确剂量还将取决于施用途径和疾病或病症的严重性，并应根据医生的判断和每个患者的情况来决定。

组合物包含有效量的根据本发明的JMJD6靶向剂，使得将获得合适的剂量。化合物的正确剂量将根据特定的制剂、施用方式及其治疗的特定的部位、宿主和疾病而变化。应考虑年龄、体重、性别、饮食、施用时间、排泄率、宿主状况、药物组合、反应敏感性和疾病严重程度等其它因素。施用可以连续进行，也可以定期进行。

该试剂盒可包含另外的成分，例如本文所述的进一步的抗癌疗法、一种或多种另外的活性剂、药学上可接受的载体、稀释剂、赋形剂或佐剂。

a.获得生物样品，

b.确定样品中JMJD6的水平；例如基因表达水平，

其中与参考样品相比JMJD6的水平增加指示不良预后。

JMJD6的表达水平可以使用选自逆转录酶-聚合酶链式反应(RT-PCR)方法、定量实时PCR(qPCR)、微阵列、RNA测序(RNA-Seq)、下一代RNA测序(深度测序)、通过大规模平行特征测序(MPSS)的基因表达分析或转录组学、基于抗体的方法、或蛋白质组学的技术检测/确定。检测到的JMJD6的表达水平可以是核表达水平。该方法可以进一步包括使核酸与多核苷酸探针或引物接触，所述多核苷酸探针或者引物包含能够选择性地与SEQ ID NO.1或2中所列核苷酸序列杂交的多核苷酸序列。

在实施方案中，该方法涉及诊断或预后腺泡腺癌、导管腺癌、移行细胞癌(尿路上皮癌)、鳞状细胞前列腺癌、小细胞前列腺癌、大细胞前列腺癌、粘液腺癌、印戒细胞前列腺癌症、基底细胞前列腺癌、平滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤的方法。

参考样品可从无前列腺癌的健康个体中获取。

在一个方面，本发明涉及抑制雄激素受体剪接/雄激素受体剪接变体形成的方法，包括使细胞与JMJD6靶向剂接触。

细胞可以在体外、体内或离体与JMJD6靶向剂接触。

在另一方面，本发明涉及监测前列腺癌症疗法的疗效的方法，包括：在施用疗法之前确定JMJD6的水平例如表达水平，并在施用疗法之后确定JMJD6的水平。

JMJD6的水平可以结合AR-V7的水平来确定。JMJD6的水平可以在施用疗法后的多个时间点确定。所确定的JMJD6的水平可以是蛋白质表达水平或基因表达水平。JMJD6的水平可以使用选自逆转录酶-聚合酶链式反应(RT-PCR)方法、定量实时PCR(qPCR)、微阵列、RNA测序(RNA-Seq)、下一代RNA测序(深度测序)、通过大规模平行特征测序(MPSS)的基因表达分析或转录组学的技术来检测。检测到的JMJD6的表达水平可以是核表达水平。

在进一步的方面，我们提供抑制受试者中特别是前列腺中的肿瘤细胞的生长/治疗患有前列腺癌的受试者的方法，其包括向受试者施用治疗有效量的本文所述的JMJD6靶向剂或药物组合物。

在进一步的方面，我们提供治疗或预防前列腺癌中的内分泌抗性的方法，包括向受试者施用治疗有效量的本文所述的JMJD6靶向剂或药物组合物。

在一个方面，我们提供了鉴定JMJD6靶向剂的方法，包括使细胞与测试化合物接触并测定雄激素受体剪接的水平。该方法可以进一步包括将雄激素受体剪接变体的水平与野生型雄激素受体进行比较。该方法还可以包括将测试样品中的雄激素受体剪接变体的水平与参考样品中的雄性激素受体剪接变体水平进行比较。参考样品可以包括未暴露于测试化合物或未与测试化合物接触的样品。

我们还提供了通过包括使细胞与测试化合物接触并确定雄激素受体剪接水平的方法获得或可通过所述方法获得的化合物。

细胞可以在体外、体内或离体与测试化合物接触。测试化合物可以是通过例如抑制剂筛选或计算机建模方法鉴定的潜在JMJD6靶向剂。

雄激素受体剪接的水平可以使用选自逆转录酶-聚合酶链式反应(RT-PCR)方法、定量实时PCR(qPCR)、微阵列、一步逆转录定量PCR、RNA测序(RNA-Seq)、下一代RNA测序(深度测序)、通过大规模平行特征测序(MPSS)的基因表达分析或转录组学的技术进行鉴定。

除非本文中另有定义，否则结合本公开使用的科学和技术术语应具有本领域普通技术人员通常理解的含义。尽管前述公开提供了本发明范围内所涵盖的主题的一般描述，包括制造和使用本发明的方法及其最佳模式，但提供以下实施例以进一步使本领域技术人员能够实践本发明并提供其完整的书面描述。然而，本领域技术人员将理解，这些实施例的细节不应被理解为对本发明的限制，本发明的范围应从附于本公开的权利要求及其等同物中理解。鉴于本公开内容，本发明的各种进一步方面和实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。

本说明书中提及的所有文献通过引用的方式全部并入本文。本发明在非限制性实施例中进一步描述。

实施例

材料和方法

患者和组织样品

所有患者均在皇家马斯登医院(RMH)接受mCRPC治疗，并提供书面知情同意书，纳入RMH伦理审查委员会批准的方案(参考编号04/Q0801/60)。患者临床数据是从RMH电子患者记录系统中回顾性收集的。

ICR/RMH队列.74个先前收集的活检样本被鉴定为具有足够的福尔马林固定、石蜡包埋(FFPE)mCRPC组织用于评估(骨，n＝41；淋巴结，n＝21；肝，n＝4；其他，n＝8)。其中，64例也具有匹配的、相同患者诊断的CSPC活检可用。所有活检块都是新鲜切片的，只有在存在足够材料(≥50个肿瘤细胞)的情况下才考虑进行免疫组织化学分析。所有CSPC活检均显示为腺癌。

国际抗癌/前列腺癌基金会(SU2C/PCF)队列.由于在诊断去势敏感性PC时AR-V7的表达水平较低[13]，本研究中提出的患者测序数据的生物信息学分析是使用仅从mCRPC患者获得的公开数据有意进行的。将来自SU2C/PCF前列腺癌症梦想团队生成的mCRPC患者的全外显子组(n＝231)和转录组(n＝159)测序数据下载并重新分析[2]。

抗体验证

通过蛋白质印迹(WB)分析来确定抗体特异性，比较用非靶向对照siRNA或ON-TARGETplus合并的JMJD6 siRNA(Dharmacon；GE healthcare)培养的LNCaP95全细胞裂解物中JMJD6蛋白水平的检测。AR-V7抗体验证如前所述进行[13]。

免疫组织化学(IHC)

使用小鼠抗JMJD6抗体(Santa Cruz Biotechnology；sc-28348；200ug/ml原液)进行JMJD6 IHC。在与抗JMJD6抗体(1:50稀释)在室温下孵育1小时之前，通过在pH 6的抗原回收缓冲液(HDS05-100；TCS Biosciences)中在800W下微波处理载玻片18分钟来实现抗原回收。使用EnVision系统(K4061；DAKO)对反应进行可视化。与非靶向对照siRNA相比，在用ON-TARGETplus合并的JMJD6 siRNA处理后，从LNCaP95细胞沉淀中证实了抗体特异性。AR-V7IHC按照前面所述进行[13]。JMJD6和AR-V7的定量由对临床数据不知情的病理学家使用改良的H评分(HS)方法确定[14]；[(弱染色％)×1]+[(中度染色％)×2]+[(强染色％)×3]，以确定染色肿瘤样品中JMJD6阳性的总体百分比(范围：0至300)。

细胞系和培养

除非另有规定，否则所有细胞系均购自LGC Standards/ATCC，并在37℃、5％CO₂的推荐培养基中生长。使用Eurofins Medigenomix的细胞鉴定服务进行短串联重复分析，以确保所用细胞系的质量和完整性。解冻后对细胞系进行支原体检测，然后在培养过程中每隔6-8周使用Advance支原体检测试剂盒(Minerva Biolabs)定期检测。早期传代每3个月解冻一次(大约15-20次传代后)。小干扰RNA(siRNA)：所有siRNA均为ONTARGETplus池(Dharmacon；GE heathcare)，并根据制造商的说明与0.4％的RNAiMax转染试剂(ThermoFisher Scientific)联合使用。siRNA实验在50nM进行，除非另有说明，持续72小时。

JMJD6质粒过表达：野生型pcDNA3-JMJD6-WT(JMJD6^WT)和催化失活突变体pcDNA3-JMJD6-ASM2(MUT1)和pcDNA3-JMJD6-BM1(MUT2)JMJD6表达构建体由A.博士[15，16]馈赠，并使用Lipofectamine 3000(Invitrogen，Carlsbad，CA)转染到22Rv1和VCaP细胞系中。所有处理均使用1g总质粒进行。对于需要较低浓度的实验，将空运载体对照质粒(pcDNA3)分别添加到JMJD6^WT、MUT1或MUT2中，以弥补差值(例如0.5g JMJD6^WT+0.5g空载体对照载体＝1g总质粒输入)。所有质粒过表达实验均在2mls总体积下进行。

药物：恩杂鲁他胺来自Selleckchem(S1250)。二甲基亚砜(DMSO)来自FisherScientific(BP231-1)。2,4-吡啶二羧酸(2,4-PDCA)购自Sigma-Aldrich(04473)。

生长测定

将细胞接种在48孔组织培养板中，并在第二天按指示处理，然后生长6天或直到80-90％汇合度。为了量化LNCaP、LNCaP95、22Rv1和PNT2细胞系的生长，用10％(w/v)三氯乙酸水溶液固定细胞，并在4℃下孵育30分钟，然后洗涤和空气干燥。随后用磺酰罗丹明B(SRB)对细胞染色30分钟，然后用1％(v/v)乙酸水溶液去除过量染料并进一步空气干燥。随后，将蛋白质结合的染料溶解在10mM Tris碱溶液中，转移到96孔板中，并使用Synergy HT微孔板读取器(BioTek)在510nm处测定光密度。根据制造商说明使用发光细胞存活力测定法(Promega)分析VCaP细胞生长测定，并使用Synergy HT微孔板读取器(BioTek)定量发光。

蛋白质印迹(WB)

用补充有cOmplete^TM EDTA-free Protease Inhibitor Cocktail(Roche)的RIPA缓冲液(Pierce)裂解细胞后，在4-12％凝胶板(Invitrogen)上通过电泳分离蛋白质提取物(20μg)，然后转移到0.45μm孔径的Immobilon-P^TM PVDF膜(Millipore)上。然后将膜依次与一抗和二抗在5％牛奶和tris缓冲盐水(TBS)和/>(Sigma-Aldrich)中孵育。然后使用Chemidoc Touch成像系统(BioRad)检测化学发光。

定量逆转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)

使用RNeasy Plus Mini kit(Qiagen)根据制造商的说明提取细胞RNA。在用第一链cDNA合成试剂盒(Roche)合成cDNA后，使用ViiA^TM 7System实时PCR系统(LifeTechnologies)和TaqMan Universal PCR Master Mix(Applied Biosystems)和探针(ThermoFisher Scientific)进行qRT-PCR[11]。mRNA表达水平的倍数变化通过比较Ct方法计算，使用公式2-(-(ΔΔCt)[17]。

RNA免疫沉淀(RIP)测定

使用Lipofectamin RNAiMax(Invitrogen)和OPTI-MEM media(Gibco)，根据制造商的说明，用25nM非靶向对照siRNA(Dharmacon)或25nM JMJD6 siRNA(Dharmacon)转染细胞。72小时后，用0.3％(v/v)水性甲醛(Thermo Scientific)交联细胞。使用EZ-Magna RIP(交联的)核RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒(Millipore；17-10521)，根据制造商的方案，并用4μg U2AF65抗体(Sigma-Aldrich)免疫沉淀进行RIP测定。使用RNeasy Plus UniversalMini Kit(Qiagen)进行RNA纯化和DNAse I处理。对得到的RNA进行cDNA合成和RT-qPCR分析。RIP数据来源于两个独立的实验

RNA-seq与选择性剪接事件的分析

如前所述进行RNA-seq分析[11]，比较了(1)LNCaP和LNCaP95 PC细胞，以及(2)用I-BET151或运载体(DMSO 0.1％)处理的LNCaP95 PC。分析比较了I-BET151(其下调AR-V7[11])在500nM和2M浓度下处理8小时和48小时和等价载体(DMSO 0.1％处理8和48小时)的影响。只有基线表达大于两个实验中所有315个剪接体相关基因在基线时的中位表达水平的基因才被纳入分析，如通过每百万个映射读数的转录物的每千碱基片段数(FPKM)所测量的，每个实验中差异表达最多的前15个基因(FPKM)(上调或下调)被认为是感兴趣的基因。对于用JMJD6 siRNA处理的LNCaP95 PC细胞与非靶向对照siRNA处理相比的RNA-seq分析，使用RNeasy Plus Mini Kit(Qiagen)，根据制造商的说明提取细胞RNA。使用Agilent RNAScreentape测定法分析RNA质量；将来自每个样品的100ng总RNA用于Agilent SureSelect文库制备试剂盒。使用安捷伦生物分析仪高灵敏度DNA筛选带测定法(AgilentBioanalyzer High Sensitivity DNA screentape Assay)确认文库质量。使用QiagenGenered定量试剂盒(Roche)通过qPCR对文库进行定量和归一化。使用Illumina HiSeq PE聚类试剂盒v3在cBot上进行文库聚类。用Illumina HiSeq SBS试剂盒v3在Illumina HiSeq2500膜上将文库测序为配对末端101碱基对读数。使用实时分析(版本1.18.64)和FASTQ文件生成进行碱基识别(Base-calling)和质量评分，并使用BCL2FASTQ进行多路分解。FASTQ格式的配对末端原始读数使用RNA-seq剪接读数映射器TopHat(v2.0.7)与参考人类基因组(hg19)使用默认设置进行比对[18]。使用Picard工具估算文库和映射质量(http://broadinstitute.github.io/picard)。

使用MATS v3.0.8访问基于Ensembl v61注释的选择性剪接事件(跳跃的外显子、选择性5'剪接位点、选择性3'剪接位点，互斥外显子和保留的内含子)[19]。

剪接体相关基因集

与用于进行本研究的剪接体相关的基因列表是通过询问和合并两个公开数据库的检索结果确定的：1)Gene Ontology(GO)资源[20-22]；检索词“剪接体”，过滤器为“智人(Homo sapiens)”和“UniProtKB”，以及2)分子特征数据库(Molecular SignaturesDatabase)[23，24]；检索词“SPLICING/SPLICEOSOME/SPLICEOSOMAL”。

AR活性、AR-V7活性和基因表达评估

使用Tophat2(v2.0.7)将配对的末端转录组测序读数与人类参考基因组(GRCh37/hg19)进行比对。通过FPKM测量的基因表达水平使用Cufflinks进行计算[26]。AR信号传导活性是通过测定(1)在PC细胞系和转移性前列腺癌RNA-seq数据集中的AR调节的43个基因，如前所述[11](AR特征；)，或(2)来自MSidDB的HALLMARK_ANDROGEN_RESPONSE基因集(M5908[25]；雄激素反应(H)；)的表达水平来确定的。基于mCRPC中与AR-V7表达相关的59个基因的表达水平，使用先前发表的AR-V7相关特征来确定AR-V7信号传导活性(AR-V7特征；[13])。

通过液相色谱质谱(LC-MS)测定2,4-PDCA对JMJD6的抑制

通过液相色谱质谱(LC-MS)监测JMJD6(1-362，根据所报道的制备)对LUC7L2 pre-mRNA剪接因子的12聚体肽底物(NPKRSRSREHRR，用C端酰胺制备)[26、27]的羟基化，液相色谱质谱测定使用配备有Agilent1290infinity二元泵，并与Agilent 6550Accurate MassQuadrupole Time of Flight(Q-TOF)质谱仪偶联的Agilent 1290infinity II LC system进行。请注意，该构建体具有羟基化但不具有去甲基化活性[26]。所有JMJD61-362酶反应均在50mM Tris.Cl pH 7.5(每天新鲜制备)中于37℃下进行。L(+)-抗坏血酸钠盐(代码11140)、作为硫酸铁(II)铵六水合物的硫酸亚铁铵(FAS)(215406)和2OG来自SigmaAldrich(Poole,Dorset)。通过GL-Biochem(中国上海)合成了纯度>95％(LC-MS)的LUC7L2肽底物。每天新鲜制备L-抗坏血酸(50mM去离子水溶液)、2OG(10mM去离子水溶液)和硫酸铁(II)(400mM的10mM HCl溶液)溶液。将JMJD61-362(10M)与2,4-PDCA(100–0.046M)的8点和3倍系列稀释液预孵育15分钟，并通过添加LUC7L2底物(100M LUC7L2，400M L-抗坏血酸盐，100M FAS，500M 2OG终浓度)引发酶反应。酶反应在37℃下进行2小时，然后通过添加甲酸至1.0％(v/v)的终浓度来终止。将淬灭的酶反应注射(6l注射)到Proswift RP-4H 1×50mmLC柱(Thermo)上，并使用溶剂A(0.1％(v/v)甲酸的LCMS水溶液)和溶剂B(0.1％(v/v)甲酸的100％ LCMS级乙腈溶液)的线性梯度对LUC7L2和LUC7L2羟基化肽进行分级。总结了梯度条件、流速和最大压力限制的详细信息。在正离子电喷雾电离(ESI)模式下监测肽电离，干燥气体温度为280℃，干燥气体流速为13L/min，喷雾器气体压力为40PSI，外壳(sheath)气温度为350℃，外壳气流速为12L/min，喷嘴电压为1000V。使用MassHunter定性软件(Agilent)提取并整合未羟基化和羟基化肽两者的+2电荷状态的离子色谱数据。使用以下等式计算肽底物转化为+16羟基化肽的％：转化率％＝100×羟基化/(羟基化+未羟基化肽)。使用GraphPad prism 6.0通过非线性回归曲线拟合来确定2,4-PDCA的IC50。

统计分析

所有统计分析均使用Stata v13.1或GraphPad Prism v7进行，并在所有图和表中注明。Spearman相关性用于确定JMJD6和U2AF65 mRNA水平与雄激素应答(H)、AR特征和AR-V7特征等其他特征之间的相关性。H得分以中值和四分位范围报告。使用Wilcoxon配对符号秩检验确定CSPC和mCRPC组织样品之间JMJD6表达水平的比较，以及与下一代测序(NGS)数据的相关性。使用Mann-Whitney检验对mCRPC组织样品中JMJD6和AR-V7表达水平进行比较。来自CRPC活检的OS定义为从CRPC活检到死亡日期的时间。生存分析采用Kaplan-Meier方法进行估算。

结果

实施例1正交分析确定2OG依赖性双加氧酶JMJD6为AR-V7表达的调节因子

为了鉴定对AR-V7剪接的调节至关重要的BET抑制下调的蛋白质，采用了正交三阶段研究三角测量法(图1A)。首先，询问来自激素敏感型LNCaP细胞(其不产生AR-V7蛋白)及其衍生物、雄激素剥夺抗性LNCaP95细胞(其产生AR-V7蛋白)的RNA-seq数据，以鉴定具有与剪接体相关作用的哪些基因(如通过GO注释和分子特征数据库(剪接体相关基因集)所确定的)在LNCaP95细胞中相对于在LNCaP细胞中显著上调。随后，将这些结果与比较用BET抑制剂(GSK1210151A；I-BET151)或运载体(DMSO 0.1％)处理的LNCaP95 PC细胞的RNA-seq分析进行比对，以研究哪些剪接体相关基因集也被BET抑制显著下调，我们和其他人之前曾报道过BET抑制下调AR-V7表达[11，28]。为了鉴定优先调节AR-V7产生的剪接体相关蛋白，将这些转录组数据与靶向siRNA筛选的结果合并，其中在靶向siRNA筛选中剪接体相关基因集中的所有315个基因在表达去势抗性AR-V7的PC细胞系LNCaP95和22Rv1中被单独沉默以通过WB确定它们相对于全长AR(AR-FL)对AR-V7蛋白水平的影响。基因的排列顺序由两个细胞系中平均的AR-V7相对于AR-FL的下调程度决定，其中导致AR-V7:AR-FL比率最大降低的蛋白质排列最高。只有(1)在LNCaP95细胞中相对于在LNCaP细胞中显著上调的基因，(2)在BET抑制后显著下调的基因，以及(3)与AR-V7蛋白表达相对于AR-FL减少>50％相关的基因被认为是进一步感兴趣的。引人注目的是，这三个独立的研究系列鉴定了2OG依赖性双加氧酶JMJD6是唯一符合所有三个标准的基因，表明它可能是AR-V7蛋白表达的重要调节因子(图1B)。

为了研究BET抑制、JMJD6和AR-V7之间关系的性质，使用用I-BET151处理48小时的LNCaP95细胞进行WB分析。I-BET151处理导致JMJD6和AR-V7蛋白表达同时出现剂量依赖性降低，这两种情况在相同浓度的I-BET151下发生的程度相似(图1C)。

在体外将JMJD6鉴定为AR-V7调控相关的感兴趣蛋白质后，对公众可访问的患者数据库进行了询问，以确定其潜在的临床相关性。对231名mCRPC患者活检(SU2C/PCF)的全外显子组测序数据的分析显示，47％(n＝108/231)的评估样品中存在JMJD6基因组改变，其中主要是增益(37％；n＝86/231)或扩增(8％；n＝18/231)。重要的是，对这些231位mCRPC患者活检的可用相应转录组数据的分析(n＝108)发现，与没有JMJD6拷贝数增益/扩增的样品相比，JMJD6基因增益/扩增与JMJD6 mRNA表达的增加相关(p＝0.02)。此外，当评估所有可用的转录组测序数据时(n＝159；SU2C/PCF)，在mCRPC活检中，JMJD6 mRNA表达水平与雄激素应答(H)(r＝0.28，p<0.001)、AR特征(r＝0.25，p＝0.001)和先前报道的AR-V7特征(r＝0.20，p＝0.009)显著相关(图1C-E)。总之，这些结果表明JMJD6基因在mCRPC中表达，并且其存在与AR和AR-V7信号传导活性两者相关，支持进一步将JMJD6评估为mCRPC的感兴趣基因。

实施例2JMJD6与mCRPC中AR-V7蛋白水平和更差的预后相关

为了进一步研究JMJD6在致命PC中的临床意义，我们接下来使用用非靶向对照siRNA或JMJD6特异性siRNA处理的LNCaP95 PC细胞的全细胞裂解物验证了JMJD6的免疫组织化学测定(图2A-C)，然后评估了74个mCRPC患者组织活检中的JMJD6和AR-V7蛋白水平(图2D)。在这74名患者中，64名患者也有足够的匹配的、相同患者的诊断性CSPC组织可用于分析。随着患者从CSPC(中位数H评分12.5，IQR[0.0-67.5])发展到CRPC(80[20.0-130.0])，核JMJD6蛋白表达显著增加(p<0.001)(图2E)。此外，具有较高核JMJD6表达(≥中位数H评分)的患者具有比低核JMJD6表达的患者(<中位数H评分；50[0.0-105.0]；n＝33)显著更高的(p＝0.036)的核AR-V7表达(100[22.5-14.75]；n＝41)(图2F)。最后，具有较高核JMJD6表达(≥第75百分位)的患者比具有较低核JMJD6表达(<25百分位数)的患者具有显著较短的生存期(14个月[n＝16]vs 8个月[n[19]；危险比2.15；95％置信区间1.19-5.92；p＝0.017)(图2G)。

总之，这些数据表明JMJD6蛋白是在PC细胞中产生的，JMJD6的水平随着去势抗性疾病的出现而显著增加，并且JMJD6的这种上调与更高水平的AR-V7相关。虽然我们意识到，所呈现的患者队列的异质性和相对有限的规模使得关于JMJD6表达对生存的影响的明确推断具有挑战性，但根据AR-V7表达与较短的OS相关的知识，我们的结果表明，mCRPC细胞中较高的JMJD6水平可能与较差的预后相关。总体而言，这些数据表明JMJD6是mCRPC中的一种临床相关蛋白，其值得进一步评估。

实施例3JMJD6对PC细胞生长很重要并且调节AR-V7的表达

接下来，我们评估了JMJD6对PC细胞生长和AR-V7表达的影响。与用非靶向对照siRNA(25nM)处理相比，用JMJD6 siRNA(25nM)处理导致去势抗性表达AR-V7的PC细胞系LNCaP95和22Rv1的生长显著减少，细胞数量减少证明了这一点(图3A)。JMJD6 siRNA敲低也显著抑制雄激素敏感性LNCaP细胞的生长。然而，有趣的是，不产生可检测水平的AR-V7蛋白的LNCaP PC细胞的生长减少小于其雄激素剥夺抗性衍生的LNCaP95或22Rv1 PC细胞的生长减少。PNT2细胞是正常前列腺上皮细胞的永生化模型，相对而言没有受到影响。值得注意的是，通过siRNA(25nM)敲低JMJD6 72小时可下调AR-V7蛋白和mRNA水平两者(图3B-C)。在激素敏感的VCaP PC细胞系中也评估了JMJD6敲低的效果，该细胞系包含在30-40％的APC中发现的TMPRSS2/ERG重排，并且具有高拷贝的AR基因扩增。此外，VCaP细胞在体外响应于雄激素剥夺上调AR-V7的表达[29，30]。用JMJD6 siRNA(25nM)或非靶向对照siRNA(25nM)处理VCaP细胞，具有(恩杂鲁胺10M)和不具有(DMSO 0.1％)AR阻断，并在5天后测定对生长的影响。如图3D所示，与非靶向对照siRNA相比，JMJD6 siRNA敲低降低了VCaP PC细胞的存活力，如单独用恩杂鲁胺处理。然而，重要的是，与单独的JMJD6 siRNA或单独的恩杂鲁胺处理相比，用JMJD6 siRNA和恩杂鲁胺的组合处理具有显著更深远的作用，并且更能抑制VCaP细胞的存活力。为了研究这一点，在用非靶向对照siRNA或JMJD6 siRNA(25nM)处理72小时后，使用VCaP细胞进行RNA和WB分析，这两种方法都具有(恩杂鲁胺10M)和不具有(DMSO 0.1％)AR阻断(图3E-F)。JMJD6敲低下调AR-V7 RNA和蛋白质水平，如先前在LNCaP95和22Rv1细胞系中观察到的(图3B-C)。此外，关键的是，响应于AR阻断观察到的AR-V7的上调也被JMJD6敲低显著减弱。总之，这些数据表明，JMJD6对PC细胞的生存力和增殖很重要，并且是AR-V7在体外致死性PC模型中表达所必需的。

实施例4在体外CRPC模型中JMJD6调节AR-V7转录，部分是通过将U2AF65募集到AR-V7特异性剪接位点

接下来，我们在CRPC临床前模型中研究了JMJD6调节AR-V7产生的机制。先前文献中已报道JMJD6与许多参与RNA加工的蛋白质相互作用[15,26,27,31]。也许描述得最好的示例是它与剪接因子U2AF65的相互作用，该剪接因子已被证明在其富含精氨酸-丝氨酸的区域的残基处(包括K15、K38和K276)被JMJD6赖氨酰-5-羟基化[27]。重要的是，据报道，U2AF65在AR-V7的表达中起着关键作用，已被证明响应于雄激素剥夺治疗(ADT)被募集到AR-V7特异性剪接位点[32]。因此，正如我们在JMJD6中观察到的那样，在mCRPC活检中，U2AF65 mRNA表达水平与雄激素应答(H)(r＝0.41，p<0.001)、AR特征(r＝0.43，p<0.001)和AR-V7特征(r＝0.45，p<0.001)显著相关(图4A-C)。因此，我们假设JMJD6介导的AR-V7表达的调节是通过U2AF65水平的调节和/或其募集到AR-V7特异性剪接位点而发生的。为了确定JMJD6、U2AF65和AR-V7之间的关系，我们研究了在22Rv1 PC细胞中，JMJD6和U2AF65蛋白耗尽(单独或同时)对AR-V7水平以及JMJD6与U2AF65自身水平两者的影响。JMJD6 siRNA(25nM)和U2AF65 siRNA(25nM)均降低了AR-V7蛋白水平(图4D)。与报道的数据一致，JMJD6siRNA对U2AF65蛋白水平的影响最小，U2AF65敲低对JMJD6表达没有影响[31]。在没有发现JMJD6敲低对U2AF65表达的影响后，根据先前发表的方案[32]，进行RIP分析以定量与非靶向对照siRNA相比的在JMJD6 siRNA敲低(25nM)后与AR-V7特异性剪接位点结合的U2AF65的量。在用对照siRNA处理的22Rv1细胞中，抗U2AF65的抗体(而不是对照IgG)在P1(包含AR和AR-V7的5'剪接位点)和P2(包含ARV7的3’剪接位点)沉淀AR pre-mRNA；这种作用被JMJD6siRNA显著降低(图4E)。总之，这些结果表明JMJD6调节U2AF65向AR-V7特异性剪接位点的募集。

为了更广泛地探索JMJD6如何调节CRPC细胞中的选择性剪接事件，在用JMJD6siRNA或非靶向对照siRNA处理前后对LNCaP95 PC细胞进行RNA-seq分析。总的来说，JMJD6敲低导致涉及698个基因的753个选择性剪接事件发生实质性变化(由归一化读数计数倍数变化>2或<1/2和错误发现率<0.05确定)(图4F)，其中大多数发生频率较低。与其在富含丝氨酸和精氨酸(SR)蛋白修饰和相关研究中的指定作用一致[26]，这些结果表明，JMJD6敲低降低了选择性剪接事件的总体发生率。此外，与我们之前的结果一致，即JMJD6敲低下调了AR-V7的表达(图3B-C和3E-H)，发现JMJD6的敲低降低了平均AR-V7特征评分。

实施例5JMJD6介导的AR-V7的产生依赖于JMJD6的催化活性，该催化活性可以被化学抑制以下调AR-V7蛋白表达

在确定JMJD6调节U2AF65向AR-V7特异性剪接位点的募集后，并且鉴于JMJD6先前已被证明可使U2AF65羟基化[27]，我们接下来研究了功能性JMJD6活性位点对AR-V7水平的重要性。用JMJD6野生型(WT)质粒(JMJD6^WT)转染22Rv1 PC细胞72小时；WB和RNA分析表明，随着JMJD6过表达，AR-V7蛋白和mRNA的表达均增加(图5A)。相反，通过pcDNA3-JMJD6-ASM2(MUT1；D189A和H187A)[16]和pcDNA3-JMJD6-BM1(MUT2；N287A和T285A)的JMJD6催化结构域中活性位点残基的失活突变的转染显著降低了AR-V7蛋白水平(图5B)。为了验证这些发现，接下来将JMJD6^WT和催化失活的突变体JMJD6^MUT1转染到VCaP PC细胞系中；AR-V7的表达是由JMJD6^WT诱导的，而不是由JMJD6^MUT1诱导的(图5C)。总之，这些结果支持了JMJD6介导的AR-V7表达增加需要JMJD6催化活性的假设。有趣的是，与较高浓度的JMJD6^WT相比，转染较低浓度的JMJD6^WT后，AR-V7在22Rv1和VCaP PC细胞系两者中的上调程度更大。

重要的是，使用canSAR药物发现平台的用已知药物靶点(如蛋白激酶)的JMJD6物理化学和几何性质的研究[33,34]表明JMJD6在其三级结构中含有“可药用”口袋(定义为具有与口服生物可利用小分子结合一致的物理化学和几何性质的位点[34](图5D-E)。类似的口袋已被其他2OG加氧酶靶向，在某些情况下导致临床批准的药物[35,36]。此外，与JMJD6的晶体学研究[36,37]一致，这些分析表明，对JMJD6催化活性重要的氨基酸D189、H187A、N287和T285位于该可药用空腔内。

为了鉴定不会破坏其活性位点的JMJD6小分子抑制剂，进行了液相色谱-质谱(LC-MS)分析。这些鉴定了2OG模拟物吡啶-2,4-二羧酸(2,4-PDCA)作为JMJD6抑制剂；2,4-PDCA是一种广谱、活性位点结合的2OG竞争性2OG依赖性加氧酶抑制剂[35,38,39]。2,4-PDCA导致分离的JMJD6介导的已知下游靶标LUC7样(LUC7L)的赖氨酰-5-羟基化的剂量依赖性减少[15，26](图5F)。在确认2,4-PDCA是JMJD6赖氨酰羟化酶催化活性的抑制剂后，我们随后用2,4-PDCA处理22Rv1 PC细胞48小时。如图5G所示，2,4-PDCA导致AR-V7蛋白水平的剂量依赖性降低，这支持了我们之前的siRNA和诱变实验。总之，这些结果支持了AR-V7蛋白生产需要功能性JMJD6活性位点的建议，并表明JMJD6的活性位点是可药用的。因此，JMJD6是消除致癌AR-V7信号传导的药物发现工作的可行治疗靶点。

实施例的意义

对包括阿比特龙和恩杂鲁胺在内的PC内分泌疗法的耐药性是不可避免的，而且总是致命的，至少部分是由仍然无成药性的组成型活性AR-SV驱动的。我们发现，在多种肿瘤类型中，与更差的预后和疾病侵袭性有关的2OG依赖性双加氧酶JMJD6[40-43]在PC生物学(包括AR-V7的产生)中发挥着重要作用。JMJD6在PC中表达，并随着去势抗性的增加而显著增加，这种增加与mCRPC活检中AR-V7蛋白的过度产生和较差的生存率有关。我们的正交研究表明，JMJD6对PC生长至关重要，是AR-V7表达的关键调节因子。在激素敏感的VCaP PC细胞中，JMJD6敲低抑制AR-V7蛋白响应于AR阻断的上调。这具有治疗重要性，因为要使AR-V7靶向成功，需要新的疗法来阻断AR-V7的产生，而不仅仅是在EnR建立后抵消其致癌作用[13]。此外，JMJD6 siRNA敲低后观察到的AR-V7水平和PC细胞生长的降低表明有限的功能冗余，这是令人震惊的，因为最近还报道了另外两种含加氧酶的2OG依赖性JmjC结构域(JMJD1A/KDM3A[44]和KDM4B[45])调节AR-V7的产生。然而，尽管JMJD1A/KDM3A和KDM4B被分配为N-甲基赖氨酸去甲基酶[46，47]，与其他JmjC KDM一样，它们的其他作用，包括N-甲基精氨酸去甲化也是可能的[48]。鉴于它们在组蛋白修饰中的作用，因此尚不清楚KDM4B/JMJD1A在多大程度上直接调节AR剪接。因此，尽管其他含有2OG依赖性JmjC结构域的蛋白质可能在剪接体机制和AR剪接的整体活性中发挥作用，尽管可能是通过替代机制，但我们的结果表明，靶向JMJD6的2OG依赖性催化活性是一种有前途的PC药物发现策略。现在需要更好地了解这些不同蛋白质和剪接体机制之间的相互作用。

结果表明，JMJD6至少部分通过调节剪接因子U2AF65向AR-V7特异性pre-mRNA剪接位点的募集来调节AR-V7的表达，我们之前已经证明这对AR-V7表达至关重要[32]。此外，我们的证据表明，JMJD6介导的AR-V7表达调节依赖于完整的JMJD6催化位点，这与先前关于JMJD6赖氨酰-5-羟基化U2AF65[27]的报道一致，并且在JMJD6赖氨酰-5-羟基化U2AF65的过程中调节U2AF65介导的选择性剪接事件[31]。然而，有趣的是，在我们的研究中，与较高浓度的JMJD6^WT相比，转染较低浓度的JMJD6^WT后AR-V7的上调程度更大。这一观察结果与JMJD6诱导的催化在AR-V7产量增加中的作用一致，尽管没有证明，与通过预期根据JMJD6水平增加AR-V7水平的JMJD6的蛋白质支架功能发生相反。鉴于JMJD6是一种Fe(II)和2OG-依赖性加氧酶，尽管JMJD6水平较高，但AR-V7产量的明显下降可能反映了当细胞过表达JMJD6超过某一点时，由于缺乏Fe(Ⅱ)和/或2OG/二氧，细胞无法保持最佳JMJD6活性。

重要的是，我们的分析表明，JMJD6催化位点位于可药用的口袋中，我们证明了已知的2OG加氧酶抑制剂2,4-PDCA(我们显示其抑制JMJD6赖氨酰-5-羟基化)下调了去势抗性PC细胞中的AR-V7蛋白水平。总之，这些发现指向JMJD6/U2AF65/AR-V7调节途径，其中JMJD6酶活性(很可能通过U2AF65和/或其他SR蛋白的羟基化)调节U2AF65募集到AR-V7特异性剪接位点，然后通过与剪接体的相互作用促进AR-V7的产生。鉴于JMJD6具有使U2AF65以外的SR蛋白羟基化/与之相互作用的潜力[15,27,49,50]，并且可能具有其他细胞功能，其生物学作用可能广泛且依赖于环境。然而，鉴于AR-SV特别是AR-V7在CRPC中的关键作用，其剪接调控作用的治疗调节可能特别适合PC治疗。我们证明，广谱2OG加氧酶抑制剂(即活性位点结合2OG的竞争剂)对JMJD6的抑制下调了AR-V7水平，这将促进在未来的药物发现工作中追求更有效和选择性的JMJD6抑制剂。

鉴于JMJD6的明显多效性作用，这一点尤其重要[49，51]。然而，2OG加氧酶是经验证的治疗靶点，如HIF脯氨酰羟化酶抑制剂的临床批准所示，其是活性位点Fe结合2OG竞争剂[52]。

除了其多种环境依赖性底物和配偶体的可能性[15,26]外，JMJD6的活性可能受到(局部或全局)铁、双氧或2OG可用性的限制，包括缺氧诱导因子脯氨酰羟化酶在内的一些但不是全部2OG加氧酶的情况也是如此[53]。2OG是TCA循环中的重要中间体，由谷氨酰胺分解等过程产生。2OG水平因细胞复制率、缺氧、雄激素剥夺和PC常见的基因组畸变(如PTEN缺失)而异[2]，因此2OG水平的变化可能影响JMJD6活性，从而影响AR-V7水平。

尽管动物研究证明了JMJD6在发育中的重要性[49,50]，并进行了广泛的细胞研究，但缺乏对JMJD6催化的生理相关作用的经验证的下游体外“读出”是JMJD6研究的重大障碍。因此，关于JMJD6在剪接中的作用方面，JMJD6对AR-V7水平的影响是受到普遍关注的，并提供了研究JMJD6调节剂(包括细胞中的抑制剂)的手段。然而，尽管本文所用的质粒和方法先前已被表征[16，27]，但在我们的模型中，除了AR-V7之外，没有一个已建立的、可量化的JMJD6催化标志物，因此不可能明确指出观察到的AR-V7水平的变化仅取决于JMJD6的催化。当考虑到我们的过表达和诱变实验时，这是特别相关的；我们无法确定表达的JMJD6^WT的功能性水平，也无法确定我们的突变体在存在内源性JMJD6的细胞中是完全无活性的；这限制了可以对JMJD6催化活性对AR-V7表达的重要性进行推断的强度。因此，我们不能排除JMJD6介导的AR-V7的调节涉及化学计量的蛋白质支架型相互作用，其可能与赖氨酸-羟基化(或其他JMJD6催化的反应)有关，也可能不相关。事实上，对于JMJD6的AT钩结构域关于其以独立于催化的方式在脂肪生成中的作用，已经提出了一种化学计量机制[54]。然而，应该注意的是，这种化学计量机制将适用于通过结合治疗分子(包括但不限于活性位点结合抑制剂)来调节JMJD6。

为了研究JMJD6催化在调节AR-V7水平中的作用，我们用小分子2,4-PDCA抑制JMJD6，我们发现2,4-PDCA抑制JMJD6赖氨酰-5-羟基化并下调AR-V7的水平，这支持JMJD6的催化与AR-V7上调有关的提议。然而，我们使用2,4-PDCA提供了“原理证明”证据，证明通过活性位点结合抑制剂的JMJD6的PC细胞抑制是可能的并影响AR-V7蛋白水平。我们意识到，2,4-PDCA没有针对治疗用途进行优化，并且已经报道了针对其他2OG加氧酶抑制剂(例如缺氧诱导因子脯氨酰羟化酶)的这种优化。因此，至少在某些细胞类型中，2,4-PDCA的渗透性较低，需要高浓度才能在体外引发其作用[55，56]。因此，2,4-PDCA本身不太可能用于体内研究。此外，2,4-PDCA是一种广谱的2OG双加氧酶抑制剂，并可能抑制其他2OG加氧酶，包括含有JmjC结构域的蛋白质。通过结构-活性关系研究，筛选对抗其他2OG加氧酶的JMJD6抑制剂，并结合非最佳抑制剂化合物的变化，可以实现选择性(并提高效力)。

总之，通过正交分析，我们确定JMJD6对PC细胞生长至关重要，是CRPC临床前模型中AR-V7蛋白水平的重要调节因子。此外，JMJD6抑制具有克服致癌AR-V7信号传导的潜力，并且是mCRPC的一个非常容易处理的新治疗靶点，值得在体内研究中进一步评估。

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序列表

<110> 癌症研究科技有限公司

牛津大学校长·老师和学者委员会

癌症研究院皇家癌症医院

华盛顿大学

美国退伍事务部

<120> 前列腺癌的治疗

<130> P38163WO1/BAF

<150> US 63/126,812

<151> 2020-12-17

<160> 4

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 1245

<212> DNA

<213> 智人

<400> 1

atgaaccaca agagcaagaa gcgcatccgc gaggccaagc ggagtgcgcg gccggagctc 60

aaggactcgc tggattggac ccggcacaac tactacgaga gcttctcgct gagcccggcg 120

gccgtggcgg ataacgtgga aagggcagat gctttacagc tgtctgtgga agaatttgtg 180

gagcggtatg aaagacctta caagcccgtg gttttgttga atgcgcaaga gggctggtct 240

gcgcaggaga aatggactct ggagcgccta aaaaggaaat atcggaacca gaagttcaag 300

tgtggtgagg ataacgatgg ctactcagtg aagatgaaga tgaaatacta catcgagtac 360

atggagagca ctcgagatga tagtcccctt tacatctttg acagcagcta tggtgaacac 420

cctaaaagaa ggaaactttt ggaagactac aaggtgccaa agtttttcac tgatgacctt 480

ttccagtatg ctggggagaa gcgcaggccc ccttacaggt ggtttgtgat ggggccacca 540

cgctccggaa ctgggattca catcgaccct ctgggaacca gtgcctggaa tgccttagtt 600

cagggccaca agcgctggtg cctgtttcct accagcactc ccagggaact catcaaagtg 660

acccgagacg aaggagggaa ccagcaagac gaagctatta cctggtttaa tgttatttat 720

ccccggacac agcttccaac ctggccacct gaattcaaac ccctggaaat cttacaaaaa 780

ccaggagaga ctgtctttgt accaggaggc tggtggcatg ttgtcctcaa tctcgacact 840

actatcgcca tcacccaaaa ttttgccagc agcaccaact tccctgtggt atggcacaag 900

acggtaagag ggagaccaaa gttatcaagg aaatggtata ggattttgaa gcaagagcac 960

cccgagttgg cagtcctcgc agactcggtt gaccttcagg agtccacagg gatagcttcc 1020

gacagctcca gcgactcttc cagctcctcc agctccagtt cgtcagactc cgactcagag 1080

tgcgagtctg gatccgaggg cgatgggaca gtgcaccgca ggaagaagag gaggacgtgc 1140

agcatggtgg gaaacgggga caccacctcc caggacgact gtgtcagcaa agagcgcagc 1200

tcctccagga ttagggacac ttgtggaggc cgggctcacc cctga 1245

<210> 2

<211> 414

<212> PRT

<213> 智人

<400> 2

Met Asn His Lys Ser Lys Lys Arg Ile Arg Glu Ala Lys Arg Ser Ala

1 5 10 15

Arg Pro Glu Leu Lys Asp Ser Leu Asp Trp Thr Arg His Asn Tyr Tyr

20 25 30

Glu Ser Phe Ser Leu Ser Pro Ala Ala Val Ala Asp Asn Val Glu Arg

35 40 45

Ala Asp Ala Leu Gln Leu Ser Val Glu Glu Phe Val Glu Arg Tyr Glu

50 55 60

Arg Pro Tyr Lys Pro Val Val Leu Leu Asn Ala Gln Glu Gly Trp Ser

65 70 75 80

Ala Gln Glu Lys Trp Thr Leu Glu Arg Leu Lys Arg Lys Tyr Arg Asn

85 90 95

Gln Lys Phe Lys Cys Gly Glu Asp Asn Asp Gly Tyr Ser Val Lys Met

100 105 110

Lys Met Lys Tyr Tyr Ile Glu Tyr Met Glu Ser Thr Arg Asp Asp Ser

115 120 125

Pro Leu Tyr Ile Phe Asp Ser Ser Tyr Gly Glu His Pro Lys Arg Arg

130 135 140

Lys Leu Leu Glu Asp Tyr Lys Val Pro Lys Phe Phe Thr Asp Asp Leu

145 150 155 160

Phe Gln Tyr Ala Gly Glu Lys Arg Arg Pro Pro Tyr Arg Trp Phe Val

165 170 175

Met Gly Pro Pro Arg Ser Gly Thr Gly Ile His Ile Asp Pro Leu Gly

180 185 190

Thr Ser Ala Trp Asn Ala Leu Val Gln Gly His Lys Arg Trp Cys Leu

195 200 205

Phe Pro Thr Ser Thr Pro Arg Glu Leu Ile Lys Val Thr Arg Asp Glu

210 215 220

Gly Gly Asn Gln Gln Asp Glu Ala Ile Thr Trp Phe Asn Val Ile Tyr

225 230 235 240

Pro Arg Thr Gln Leu Pro Thr Trp Pro Pro Glu Phe Lys Pro Leu Glu

245 250 255

Ile Leu Gln Lys Pro Gly Glu Thr Val Phe Val Pro Gly Gly Trp Trp

260 265 270

His Val Val Leu Asn Leu Asp Thr Thr Ile Ala Ile Thr Gln Asn Phe

275 280 285

Ala Ser Ser Thr Asn Phe Pro Val Val Trp His Lys Thr Val Arg Gly

290 295 300

Arg Pro Lys Leu Ser Arg Lys Trp Tyr Arg Ile Leu Lys Gln Glu His

305 310 315 320

Pro Glu Leu Ala Val Leu Ala Asp Ser Val Asp Leu Gln Glu Ser Thr

325 330 335

Gly Ile Ala Ser Asp Ser Ser Ser Asp Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser

340 345 350

Ser Ser Ser Asp Ser Asp Ser Glu Cys Glu Ser Gly Ser Glu Gly Asp

355 360 365

Gly Thr Val His Arg Arg Lys Lys Arg Arg Thr Cys Ser Met Val Gly

370 375 380

Asn Gly Asp Thr Thr Ser Gln Asp Asp Cys Val Ser Lys Glu Arg Ser

385 390 395 400

Ser Ser Arg Ile Arg Asp Thr Cys Gly Gly Arg Ala His Pro

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tcctccaggt ga 1212

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Met Asn His Lys Ser Lys Lys Arg Ile Arg Glu Ala Lys Arg Ser Ala

1 5 10 15

Arg Pro Glu Leu Lys Asp Ser Leu Asp Trp Thr Arg His Asn Tyr Tyr

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Glu Ser Phe Ser Leu Ser Pro Ala Ala Val Ala Asp Asn Val Glu Arg

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Ala Ser Ser Thr Asn Phe Pro Val Val Trp His Lys Thr Val Arg Gly

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Pro Glu Leu Ala Val Leu Ala Asp Ser Val Asp Leu Gln Glu Ser Thr

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Ser Ser Ser Asp Ser Asp Ser Glu Cys Glu Ser Gly Ser Glu Gly Asp

355 360 365

Gly Thr Val His Arg Arg Lys Lys Arg Arg Thr Cys Ser Met Val Gly

370 375 380

Asn Gly Asp Thr Thr Ser Gln Asp Asp Cys Val Ser Lys Glu Arg Ser

385 390 395 400

Ser Ser Arg

Claims

1.JMJD6靶向剂，其用于前列腺癌的治疗或预防。

2.根据权利要求1所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述JMJD6靶向剂是JMJD6蛋白的催化活性和/或生物学功能的调节剂。

3.根据权利要求1或2所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述JMJD6靶向剂是小分子抑制剂、或抗体或其片段。

4.根据权利要求1至3中任一项所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述JMJD6靶向剂是底物或2OG(2-酮戊二酸)或双氧共底物竞争抑制剂、非竞争抑制剂或不竞争抑制剂。

5.根据权利要求1至4中任一项所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述JMJD6靶向剂包含靶向JMJD6的活性位点的化合物。

6.根据权利要求1至5中任一项所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述JMJD6靶向剂包含化合物，所述化合物是2OG(2-酮戊二酸)JMJD6共底物的模拟物、变体或竞争剂。

7.根据权利要求6所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述JMJD6靶向剂包含吡啶-羧酸盐衍生物、或N-草酰基氨基酸衍生物、或琥珀酸盐衍生物、或2OG或2-氧代酸衍生物。

8.根据权利要求6或7所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述JMJD6靶向剂包括吡啶-2,4-二羧酸。

9.根据权利要求1所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述JMJD6靶向剂能够抑制JMJD6基因的表达，任选地，其中所述JMJD6靶向剂选自反义寡核苷酸或RNAi的介体，例如siRNA、shRNA或其他核苷酸分子。

10.根据权利要求1至9中任一项所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述JMJD6靶向剂减少雄激素受体剪接变体的产生，优选地其中所述靶向剂减少AR-V7剪接变体的产生。

11.根据权利要求1至10中任一项所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述前列腺癌选自：腺泡腺癌、导管腺癌、移行细胞癌(尿路上皮癌)、鳞状细胞前列腺癌、小细胞前列腺癌、大细胞前列腺癌、黏液腺癌、印戒细胞前列腺癌、基底细胞前列腺癌、平滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤、内分泌抗性前列腺癌或去势抗性前列腺癌。

12.根据前述权利要求中任一项所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述JMJD6靶向剂与进一步的抗癌疗法结合使用。

13.根据权利要求12所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述进一步的抗癌疗法选自放疗、化疗、手术、免疫疗法、检查点抑制剂、激素疗法或基因疗法。

14.根据权利要求12或13所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述进一步的抗癌疗法选自镭-223、多西他赛、sipuleucel-T、卡巴他赛、米托蒽醌、比卡鲁胺、酮康唑和/或皮质类固醇或抗雄激素疗法，例如阿比特龙/醋酸阿比特龙、恩杂鲁胺或阿帕鲁胺。

15.根据权利要求12至14中任一项所述用途的JMJD6靶向剂，其中所述进一步的抗癌疗法与JMJD6靶向化合物同时、顺序或分开施用。

16.药物组合物，其包含根据前述权利要求中任一项所述的JMJD6靶向剂，任选地还包含一种或多种另外的活性剂、药学上可接受的载体、稀释剂、赋形剂或佐剂。

17.根据权利要求1至15所述用途的JMJD6靶向剂，或根据权利要求16所述的药物组合物，其中JMJD6靶向化合物或所述药物组合物通过静脉内、皮下、肌内或皮内施用。

18.试剂盒，其包含根据权利要求1至15中任一项所述的JMJD6靶向剂或根据权利要求16所述的药物组合物以及使用说明书。

19.诊断或预后前列腺癌的方法，其包括

a.获得生物样品，

b.确定样品中JMJD6的水平；例如基因表达的水平；

其中与参考样品相比JMJD6的水平增加指示不良预后。

20.根据权利要求19所述的方法，其中JMJD6的表达水平使用选自逆转录酶-聚合酶链式反应(RT-PCR)方法、定量实时PCR(qPCR)、微阵列、RNA测序(RNA-Seq)、下一代RNA测序(深度测序)、通过大规模平行特征测序(MPSS)的基因表达分析或转录组学的技术来检测。

21.根据权利要求19至20所述的方法，其中所述方法用于诊断或预后腺泡腺癌、导管腺癌、移行细胞癌(尿路上皮癌)、鳞状细胞前列腺癌、小细胞前列腺癌、大细胞前列腺癌、黏液腺癌、印戒细胞前列腺癌、基底细胞前列腺癌、平滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤、内分泌抗性前列腺癌或去势抗性前列腺癌。

22.抑制雄激素受体剪接的方法，其包括使细胞与JMJD6靶向剂接触。

23.监测前列腺癌治疗的疗效的方法，其包括在施用疗法之前确定JMJD6的水平，以及在施用疗法之后确定JMJD6的水平。

24.药物组合物，其包含雄激素疗法和JMJD6靶向剂。

25.鉴定JMJD6靶向剂的方法，其包括使细胞与化合物接触并确定雄激素受体剪接的水平。

26.化合物，其通过根据权利要求25所述的方法获得或可通过所述方法获得。