[Paper review] MKK4 inhibitors (liver regeneration, treatment of liver failure)

First-in-class MKK4 inhibitors enhance liver regeneration and prevent liver failure

 

Zwirner, Stefan, et al. "First-in-class MKK4 inhibitors enhance liver regeneration and prevent liver failure." Cell 187.7 (2024): 1666-1684.

 

 

Paper
Zwirner, Stefan, et al. "First-in-class MKK4 inhibitors enhance liver regeneration and prevent liver failure." Cell 187.7 (2024): 1666-1684.

 

간 손상(MASLD(Metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease), Fibrosis)을 치료하거나 더 악화되는 것을 막는 것도 쉽지 않은 일인데 간 재생을 할 수 있다는 연구이므로 무척 흥미로운 연구입니다. 해당 논문은 2024년에 게재되었지만, 2013년에 첫 논문을 바탕으로 계속해서 연구가 진행되었습니다. (MKK4, liver regeneration)

 

 

 

 

https://www.boehringer-ingelheim-venture.com/portfolio/heparegenix

Since 2017, HepaRegeniX has successfully discovered and developed several drug candidates for the treatment of acute and chronic liver diseases based on a novel proprietary molecular target Mitogen-Activated Protein (MAP) Kinase Kinase 4 (MKK4). The first MKK4 inhibitor HRX-215 recently completed Phase 1 clinical testing. MKK4 is a key regulator of liver regeneration and suppression of MKK4 unlocks the regenerative capacity of hepatocytes even in severely diseased livers. This new and unique therapeutic concept was discovered by Prof. Lars Zender and his research group at the University Hospital Tuebingen, Germany. Investors in HepaRegeniX include the Boehringer Ingelheim Venture Fund (BIVF), Novo Holdings A/S, Coparion, High-Tech Gruenderfonds and Ascenion GmbH.

 

2017년 이후, HepaRegeniX는 새로운 타겟인 Mitogen-Activated Protein (MAP) Kinase Kinase 4 (MKK4)를 기반으로 급성 및 만성 간질환 치료를 위한 여러 약물 후보를 성공적으로 발굴·개발해왔습니다. 최초의 MKK4 억제제인 HRX-215는 최근 제1상 임상시험을 완료하였습니다. MKK4는 간 재생의 핵심 조절 인자로, MKK4 억제를 통해 중증 간질환에서도 간세포의 재생 능력을 활성화할 수 있는데, 이 새로운 치료 개념은 독일 튀빙겐 대학병원(University Hospital Tuebingen)의 Lars Zender 교수 연구팀에 의해 처음 발견되었다고 설명합니다. 

 

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(참고) MKK4 - PDB 검색 결과

PDB : MKK4

MKK4는 kinase 이지만 PDB에서도 검색 결과가 4개밖에 뜨지 않을 정도로 아직 많은 연구가 필요한 target입니다. 

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Genetic knockdown of MKK4

 

 

 

- Generation of shRNA-transgenicmice 

- Measurement of GFP expression as a surrogate marker for shRNA expression

 

MKK4의 억제가 간 재생에 도움이 된다는 실험 결과도 중요하지만, 장기간 inhibition 시켰을 때 cancer 발생 등 부작용 위험이 없는지에 대한 연구가 필요합니다. 

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(A) Generation of shRNA-transgenicmice 

TRE-GFP-shMKK4 (MKK4 inhibition)과 TRE-GFP-shNC (대조군) 쥐들을 pCaggs-rtTA3 쥐랑 교배

 

교배하는 이유는 각 mice는 아무것도 발현이 안 되는 상태이고 교배된 쥐는 doxycycline(dox)를 주면 dox가 rtTA에 붙고 rtTA가 TRE promoter를 활성화시킨 후 shRNA + GFP 발현됩니다. GFP는 실험 논문 보면 자주 등장하는 용어인데 Green fluorescent protein의 약자로 유전자나 protein 발현 위치 등을 확인할 수 있습니다. 

 

(B) Measurement of GFP expression as a surrogate marker for shRNA expression in the indicated organs after 3 days of dox administration

shRNA 발현을 GFP expression을 통해 확인한 figure입니다. 

 

(Right) Immunoblot analysis reveals shRNA-mediated MKK4 knockdown in mouse livers after 5 days of dox administration (pooled lysates from two mouse livers).

shNC와 shMKK4 immunoblot 결과를 보면, shMKK4 쥐는 MKK4 protein 발현이 감소된 것을 볼 수 있습니다. B에서 GFP가 보이므로 shRNA가 발현되고 MKK4는 발현 감소된다는 것을 알 수 있지만, immunoblot 결과를 통해 실제로 protein 발현량이 감소했는지 다시 한 번 체크한 것입니다.

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(수정중)

 

 

Reference

• Zwirner, Stefan, et al. "First-in-class MKK4 inhibitors enhance liver regeneration and prevent liver failure." Cell 187.7 (2024): 1666-1684.
• Wuestefeld, Torsten, et al. "A Direct in vivo RNAi screen identifies MKK4 as a key regulator of liver regeneration." Cell 153.2 (2013): 389-401.
• Samy, Ahmed M., et al. "From NAFLD to NASH: Understanding the spectrum of non-alcoholic liver diseases and their consequences." Heliyon 10.9 (2024).
• Zhao, Manyu, et al. "Targeting fibrosis: mechanisms and clinical trials." Signal transduction and targeted therapy 7.1 (2022): 206.
• https://www.boehringer-ingelheim-venture.com/portfolio/heparegenix

 

 

 

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