【STTT】浙江大学孙毅团队发现可诱导肺癌细胞凋亡和放射增敏的小分子抑制剂

2022年10月17日，浙江大学孙毅团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》在线发表了研究论文，该研究表明UBE2F-CRL5轴的小分子抑制剂可诱导肺癌细胞凋亡和放射增敏。该研究首次报道了通过基于结构的虚拟筛选和化学优化发现的一个小分子，并将其命名为HA-9104，HA-9104与UBE2F结合，降低其蛋白水平，从而抑制cullin-5类泛素化。

https://www.nature.com/articles/s41392-022-01182-w

研究背景

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过去十年积累的大量研究数据表明，在许多人类癌症中，类泛素化通路通过NEDD8、UBE2F、UBE2M、SAG/RBX2的过表达而过度激活，这往往与患者生存期较差有关。因此，类泛素化途径可以作为一个有吸引力的抗癌靶点。事实上，MLN4924，是一类NAE抑制剂，已经在许多I-III期临床试验中用于白血病、淋巴瘤、黑色素瘤和几种晚期实体瘤患者，包括基于作者之前的研究，pevonedistat +多西他赛用于晚期非小细胞肺癌患者的II期试验。

考虑到MLN4924作为一种NAE抑制剂，可以抑制整个类泛素化途径，而类泛素化途径是许多生理过程所必需的，它的细胞毒性副作用似乎不可避免。到目前为止，距离第一篇报道已经过去了13年，pevonedistat仍是一种疗效和安全性尚未得到充分证明的研究药物。2020年7月，FDA授予pevonedistat作为治疗高风险骨髓增生异常综合征患者的突破性疗法指定。然而，PANTHER III期研究最近因未达到无事件生存期的主要终点而终止。因此，针对类泛素化途径下游酶的小分子抑制剂的发现，理论上应该具有更高的特异性和选择性，并减少副作用。

研究过程

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在这项研究中，孙毅团队通过基于计算机的虚拟屏幕和基于结构的SAR优化，发现了HA-9104作为UBE2F的新型小分子抑制剂。该团队提供了以下支持证据：（1）热稳定性和热移测定，以及基于结构的对接测定表明，HA-9104可能与N152和/或V98口袋上的UBE2F结合。（2）酶基体外试验表明，HA-9104可消替UBE2F~NEDD8硫代酯形成并抑制库林-5内酯化。（3）基于细胞的体外测定表明，HA-9104降低UBE2F蛋白水平，并选择性地抑制库林-5奈迪化以灭活CRL5活性并引起NOXA积累。

研究人员称，HA-9104是第一个报道的靶向UBE2F的小分子抑制剂。而虚拟筛选是为了识别破坏V30口袋上UBE2F-UBA3结合的小分子。然而，基于结构的对接模拟以及UBE2F突变体的热稳定性和热移测定表明，HA-9104可能靶向N152和/或V98口袋，导致蛋白质稳定性改变和酶活性丧失。

在研究中，一个悬而未决的令人困惑的问题是HA-9104如何导致UBE2F蛋白水平的降低。HA-9104没有改变UBE2F mRNA的水平，排除了转录水平的可能调节;未能改变UBE2F平移速率，排除了平移水平的可能调节。此外，蛋白酶体抑制剂MG132或溶酶体抑制剂CQ阻断HA-9104诱导的UBE2F还原的失败排除了通过UPS或溶酶体系统降解在翻译后水平上的可能调节。然而，研究人员发现HA-9104对UBE2F的影响是相当特殊的，因为它的几种结构衍生物未能降低UBE2F水平。未来的研究将旨在阐明HA-9104作用的潜在机制，例如促进UBE2F蛋白水解。

研究意义

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综上所述，研究人员提出了以下工作模型，其中HA-9104作为一类新型的抗癌小分子。一方面，HA-9104降低UBE2F水平以抑制果林-5类泛素化，导致CRL5抑制和NOXA积累以触发细胞凋亡。另一方面，HA-9104导致DNA碱基加合物激活ATR / RPA32和复制应激，ROS产生和G2 / M停滞以进行放射增敏。

最后，研究团队使用体外和体内肿瘤模型，证明HA-9104在肺癌细胞和胰腺癌细胞中都具有良好的放射增敏活性。这种效应可能归因于其通过NOXA积累诱导细胞凋亡的活性，以及通过复制应激和ROS产生诱导G2 / M停滞的活性。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41392-022-01182-w

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。