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HuR的分子胶降解剂抑制BRAF突变的结直肠癌

Nature2026年6月10日 00:00

主要的BRAF突变结直肠癌(约占病例的10%)代表了结直肠癌亚型中最具攻击性和治疗挑战之一,目前治疗下的中位生存期不足12个月。与BRAF突变的黑色素瘤不同,在黑色素瘤中,BRAF抑制剂(例如,维莫非尼和恩可鲁帕尼)显示出显著的疗效,而BRAF突变的结直肠癌则表现出内在的抗药性,这是由于EGFR依赖的MAPK通路反馈重激活所致。尽管美国食品和药物管理局(FDA)批准的恩可鲁帕尼(BRAF抑制剂)与西妥昔单抗(抗EGFR抗体)的联合使用可提高应答率(20-26%与单独使用BRAF抑制剂的5%相比),但大多数患者并未获益,反应阳性的患者通常在4-6个月内复发。因此,超过75%的BRAF突变结直肠癌患者缺乏持久的治疗选择,这凸显出迫切需要克服抗药性或针对BRAF及其关键共因子的替代靶向策略的新型治疗方式。人类RNA结合蛋白HuR由ELAV样RNA结合蛋白1(ELAVL1;也称为HUR)基因编码,并结合靶mRNA的内含子或3'非翻译区内的AU富集元件,从而调节前mRNA处理、mRNA稳定性和翻译。HuR在调节mRNA稳定性和翻译控制方面起着关键作用,作为特定RNA在生理和病理背景下的关键转录后调节因子,特别是在癌症进展中的作用。HuR在癌细胞的细胞质中常常过表达和/或异常富集,它的不正常表达与高肿瘤等级和不良预后相关,涵盖了一系列恶性肿瘤,包括结直肠癌。HuR增强驱动癌症进展的蛋白质的表达,例如血管内皮生长因子(VEGF)和细胞周期调节因子,尤其是在应对肿瘤突变和化疗或靶向疗法等压力时。通过其多元效应,HuR促进肿瘤的生长、侵袭、血管生成和对治疗药物的抗性,使其成为癌症治疗的重要靶点。抑制HuR功能的小分子和小干扰RNA的发现为靶向HuR在多种癌症类型中的潜在治疗益处提供了概念证明,例如结直肠癌、胰腺癌、肾癌、卵巢癌、乳腺癌、肝癌和肺癌以及恶性周围神经鞘肿瘤。然而,到目前为止,所有这些药物候选者均未进入临床开发,原因在于效力低或缺乏有效的肿瘤递送。分子胶降解剂(MGDs)作为一种新型化学化合物,最近成为一种有前景的策略,用于选择性靶向和降解疾病相关蛋白质,包括那些被认为是“不可靶向”的蛋白质。通过在靶蛋白和泛素E3连接酶之间化学诱导三元复合物的形成,MGDs触发邻近驱动的泛素化和随后靶蛋白的降解。值得注意的是,最近的突破扩大了基于cereblon(CRBN)的MGD靶标范围。除了经典的免疫调节药物(IMiDs),如沙利度胺类药物——靶向转录因子IKZF1、IKZF3、ZFP91、ZMYM2和SALL4之外,MGDs还已被鉴定出针对其他锌指蛋白(例如,IKZF2和WIZ)、激酶(例如,CK1α)和支架蛋白(例如,GSPT1)。此外,CRBN–MGD–新底物复合物的冷冻电子显微镜(cryo-EM)结构研究揭示了三元复合物形成的关键分子决定因子,包括β发夹稳定性和疏水性“胶粘斑点”。尽管取得了这些进展,但在合理的MGD开发中仍然存在基本挑战。由于预测工具的有限性,大多数发现仍由偶然性主导。这一瓶颈源于MGD诱导的蛋白–蛋白相互作用的瞬态特性以及“胶粘”靶接口缺乏普遍的结构特征。最近利用深度学习平台(例如,AlphaFold)进行的接口预测的计算努力显示出希望,但需要实验验证。幸运的是,新兴的蛋白组学技术现在能够系统发现MGD响应的靶点。在这里,我们利用对经过合理设计的CRBN调节剂处理的细胞进行大规模蛋白组学分析,识别出靶向HuR的MGDs。机制研究表明,dHuRs作为分子胶作用,诱导CRBN–MGD–HuR三元复合体的形成,导致HuR的聚泛素化和蛋白酶体降解。通过一系列生物信息学分析、体外细胞实验和体内模型,我们发现BRAF突变的结直肠癌细胞特别敏感。

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