AbMole 抑制剂篇丨 Mirdametinib（PD0325901）：高活性 MEK1/2 抑制剂，在 MEK信号通路研究和干细胞培养中的应用

摘要：Mirdametinib（PD0325901，AbMole，M1763，CAS No.：391210-10-9）是高活性、高选择性 MEK1/2（MAP2K1/2）小分子抑制剂。Ras-Raf-MEK-ERK 级联是细胞增殖、分化与存活的核心信号轴，其异常激活常见于多种肿瘤与发育异常模型。PD0325901 以纳摩尔级活性占据 MEK1/2 变构口袋，同时阻断 ERK1/2 磷酸化，是通路功能解析与干细胞培养等实验中的经典工具。

一、PD0325901（Mirdametinib）的分子作用机制

PD0325901（Mirdametinib，AbMole，M1763）对 MEK1 的生化抑制活性达到了亚纳摩尔级（IC50 约 0.33 nM），较最初一代的MEK 抑制剂活性提升了两个数量级，且对 RAF 下游的 MEK 构象具有高度特异性：PD0325901作用位点为 MEK1/2 靠近 ATP 结合口袋的变构疏水区，结合后稳定 MEK 的非活性构象，同时阻断 Raf 对 MEK 的磷酸化激活与 MEK 对 ERK 的激活。与 ATP 竞争性抑制剂不同，变构抑制剂不与激酶 ATP 口袋直接竞争，因此对结构相近的激酶选择性显著提高。细胞内，低至 10~100 nM 的 PD0325901（Mirdametinib，AbMole，M1763）便能使 ERK1/2 磷酸化水平下降 90% 以上，该特征使其成为研究依赖 ERK 激活的转录程序（如 DUSP、FOSL1、c-Myc 反馈网络）和相关通路的理想工具。

二、PD0325901（Mirdametinib）在细胞层面研究中的应用

在细胞层面，PD0325901（Mirdametinib，AbMole，M1763）能用于肿瘤细胞、干细胞和类器官等多种细胞模型。PD0325901在 BRAF V600E 突变的 A375 黑色素瘤细胞中，10 nM 处理 1 h 即可使 p-ERK1/2 下降 90% 以上，处理24~72 h 后细胞增殖抑制的IC50 处于 10~100 nM 区间，并诱导 G1 期阻滞与明显的形态学扁平化表型；PD0325901在 KRAS 突变的结肠癌细胞（如 HCT116、LS174T）中同样敏感。联合策略上，PD0325901 与 PI3K/mTOR 通路抑制剂Rapamycin（雷帕霉素）联用在多种 KRAS 突变模型中产生协同杀伤，是通路反馈激活研究的常用组合。

在干细胞层面，PD0325901（Mirdametinib，AbMole，M1763）最经典的应用是维持多能干细胞（PSC）处于未分化的 “基态”：在无血清 N2B27 培养基中加入1 μM PD0325901（MEKi）+ 3 μM CHIR99021（GSK3i）组成的双抑制剂培养条件，即可不依赖外源因子维持小鼠胚胎干细胞（mESC）的自我更新与多能性，PD0325901通过抑制 MEK/ERK 信号、上调Nanog、Klf4、Tfcp2l1等核心多能性基因并维持基因组低甲基化状态，使 mESC 保持均匀、致密的未分化克隆形态；同一策略也能用于将已启动分化、更接近分化状态的多能干细胞重置回未分化基态，以及直接从小鼠囊胚或人内细胞团衍生胚胎干细胞。在定向分化方向，PD0325901还被用作分化促进剂：0.25 μM PD0325901 处理14天能驱动神经干细胞向功能性星形胶质细胞分化；与维生素C（Ascorbic Acid） 联用可显著促进少突胶质前体细胞（OPC）向成熟少突胶质细胞分化（通过诱导 DNA 去甲基化）；在造血干细胞（HSC）体外扩增中加入 0.25 μM Mirdametinib则可促进红系分化并降低移植重建能力。

在类器官层面，PD0325901（Mirdametinib，AbMole，M1763）是多种器官型培养体系的常见组分：肝脏类器官的长期扩增培养基中即含有PD0325901以维持肝祖细胞的自我更新；在鼠肠道类器官中，500 nM PD325901（常与 10 μM DAPT 联用）可操纵内分泌前体细胞命运、调控肠内分泌细胞谱系比例；在耳蜗支持细胞向毛细胞转分化的耳蜗类器官模型中，Mirdametinib 通过抑制 MEK/ERK 并调控 Notch 通路促进功能性毛细胞再生。

三、PD0325901在动物实验研究中的应用

在动物层面，PD0325901（Mirdametinib，AbMole，M1763）常用于多种肿瘤模型的体内药效与机制验证。PD0325901在BRAF V600E 突变的黑色素瘤与KRAS 突变的结直肠癌、胰腺癌等模型中，单药组便能显著抑制肿瘤生长，并在体内有效下调 p-ERK1/2水平、降低Ki67的增殖指数；在免疫方向，PD0325901 与 PD-1 抗体抑制剂Pembrolizumab 联用在小鼠的肺癌模型中可增强抗肿瘤免疫应答，是评估MEK抑制与免疫检查点抑制效果的经典组合。此外，在神经纤维瘤病（NF1）等以 Ras/MAPK 信号异常为特征的遗传性肿瘤模型中，PD0325901 也表现出对肿瘤体积的持续抑制。

范例详解

Cancer Cell. 2021 Oct 11;39(10):1342-1360.e14.(IF = 56.1)

AbMole 的 CHIR99021(AbMole，M1692)、PD0325901（Mirdametinib，AbMole，M1763）在上述研究中被用于小鼠胚胎干细胞（mESC）的维持培养基配制，CHIR99021是GSK-3β抑制剂，PD0325901则是 MEK 抑制剂，二者组成的培养体系，能用于抑制分化相关信号通路，维持小鼠胚胎干细胞的多能性状态，诱导胚胎干细胞在体外培养过程中保持未分化，用于后续的基因打靶，以及表达新抗原的胰腺癌类器官小鼠模型提供干细胞材料。

Neoantigen-expressing pancreatic organoids model immune clearance and immune evasion in the same tissue and antigenic context

*本文所述均为科研试剂，仅供科学研究参考

四、Mirdametinib相关细胞实验（文献参考举例）

该方案适配 MEK-ERK 通路抑制、增殖与下游转录程序检测。

细胞系：人黑色素瘤 A375（BRAF V600E）或结直肠癌 HCT116（KRAS G13D）

检测指标与方法：PD325901 处理 1 h 后 Western blot 检测 p-MEK1/2、p-ERK1/2、总 ERK；CCK-8 或克隆形成实验检测增殖；PI 流式分析细胞周期；qPCR 检测 DUSP6、FOSL1 等 ERK 靶基因。

给药浓度：1、10、100、1000 nM（信号检测）；10~100 nM（增殖检测）

处理时长：信号检测 1~24 h；增殖检测 72 h

参考文献：Brown A P, et al. Pharmacodynamic and toxicokinetic evaluation of the novel MEK inhibitor, PD0325901, in the rat following oral and intravenous administration. Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 2007, 59(5): 671-679.

*注：上述方法来自公开文献，仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同，请参考其他文献调整。

五、PD0325901相关动物实验（文献参考举例）

该方案适用于 MEK-ERK 抑制的体内药效与耐药机制研究。

动物模型：BALB/c 裸鼠 A375 或 HCT116 皮下异种移植瘤模型

给药配制：口服给药，以适宜溶媒配制

给药剂量：1、5、10 mg/kg，每日 1 次口服

给药方案：肿瘤体积约 100~200 mm³ 时启动给药，每周 2 次测量肿瘤体积与体重；终点取瘤组织检测 p-ERK1/2 抑制率，并行血浆暴露量测定，建立暴露－效应曲线。

参考文献：Brown A P, et al. Pharmacodynamic and toxicokinetic evaluation of the novel MEK inhibitor, PD0325901, in the rat following oral and intravenous administration. Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 2007, 59(5): 671-679.

*注：上述方法来自公开文献，仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同，请参考其他文献调整。

总结

综上，Mirdametinib（PD0325901，PD325901 ，AbMole，M1763）以亚纳摩尔级的活性与变构选择性，成为 Ras-Raf-MEK-ERK 通路研究中使用最广的工具抑制剂之一。从细胞水平的通路阻断到移植瘤模型的验证，以及在干细胞和类器官的培养中，Mirdametinib均有着重要应用

参考文献

[1] Brown A P, Carlson T C, Loomis C R, et al. Pharmacodynamic and toxicokinetic evaluation of the novel MEK inhibitor, PD0325901, in the rat following oral and intravenous administration. Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 2007, 59(5): 671-679.

[2] Sebolt-Leopold J S, Dudley D T, Herrera R, et al. Blockade of the MAP kinase pathway suppresses growth of colon tumors in vivo. Nature Medicine, 1999, 5(7): 810-816.

[3] Emery C M, Vijayendran K G, Zipser M C, et al. MEK1 mutations confer resistance to MEK and B-RAF inhibition. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2009, 106(48): 20411-20416.

[4] Herrera R, Sebolt-Leopold J S. Unraveling the complexities of the Raf/MEK/ERK kinase cascade for the development of improved cancer therapeutics. Biochimica et Biophysica Acta, 2007, 1774(9): 1263-1274.

[5] Solit D B, Garraway L A, Pratilas C A, et al. BRAF mutation predicts sensitivity to MEK inhibition. Nature, 2006, 439(7074): 358-362.