靶向突变p53蛋白积累的邻近诱导药物：选择性杀伤TP53突变癌细胞的新策略

《Nature Chemical Biology》：Mutant p53 protein accumulation is selectively targetable by proximity-inducing drugs

本研究针对TP53突变癌症缺乏有效治疗手段的难题，开发了一种通过邻近诱导药物选择性靶向突变p53蛋白积累的新策略。研究人员设计了一种双功能分子p53-01，能够特异性结合p53-Y220C突变体并募集PLK1抑制剂，形成三元复合物，导致PLK1错误定位和功能抑制，从而在TP53Y220C突变细胞中引发选择性G2/M期阻滞和细胞凋亡。该研究为靶向TP53错义突变提供了一种不依赖p53转录活性的通用化框架，对癌症治疗具有重要意义。

　　

在癌症研究领域，TP53基因突变一直是个令人头疼的难题。这个被称为"基因组守护者"的基因，在超过一半的癌症病例中都发生了突变，导致其编码的p53蛋白功能失常。更麻烦的是，这些突变往往不是让蛋白完全消失，而是产生堆积如山的缺陷蛋白——这些蛋白不仅失去了正常功能，还会"毒害"细胞内的正常p53蛋白。

传统的治疗思路一直试图让这些突变蛋白"改邪归正"，恢复其抑癌功能。但几十年过去，这条路走得异常艰难。科学家们开始思考：既然这些突变蛋白如此顽固，我们能不能换个思路，利用它们的大量存在来作为攻击癌细胞的"特洛伊木马"？

这项发表在《Nature Chemical Biology》的研究正是基于这一创新思路。研究人员开发了一种巧妙的双功能分子策略，不是去修复突变p53，而是利用其在癌细胞中的异常高浓度，将毒性分子特异性地富集在癌细胞中，实现精准杀伤。

研究团队运用了多项关键技术方法：通过CRISPR筛选和蛋白质组学分析验证TP53突变细胞的独特特征；利用双功能分子设计将p53-Y220C配体与PLK1抑制剂通过优化 linker 连接；采用NanoBiT技术和活细胞成像验证三元复合物形成；通过竞争实验、细胞周期分析和转录组测序评估选择性杀伤效果；使用癌症细胞系百科全书（CCLE）和DepMap数据库进行生物信息学验证。

TP53突变细胞缺乏合成致死依赖性

研究人员首先通过大规模功能基因组学分析发现，TP53突变癌细胞与其他癌细胞相比，在基因依赖性上并无特殊之处。基因组范围的CRISPR依赖性分析显示，没有哪个基因的缺失会特异性影响TP53突变细胞的生存。同时，蛋白质组学数据也表明，TP53突变细胞中并没有特异性高表达的细胞表面蛋白或其他蛋白，唯一的显著差异就是突变p53蛋白本身的异常积累。

双功能分子可杀死p53过表达细胞

基于这一发现，研究团队提出了一个创新设想：能否将p53蛋白的丰度转化为相应的细胞死亡信号？他们设计了一种双功能分子策略，将p53结合部分与细胞毒性分子连接起来。利用Halo标签作为p53小分子结合剂的替代物，研究人员发现Halo-PEG₂-BI2536能够在表达Halo-p53-R273H的293T细胞中产生选择性杀伤效果，IC₅₀为23 nM，而对亲代293T细胞的IC₅₀为1,143 nM，显示出近50倍的选择性。

双功能分子选择性杀死p53-Y220C阳性细胞

研究人员进一步将这一策略应用于更具挑战性的p53-Y220C突变。他们合成了PMV6-PEG₄-BI2536（称为p53-01），该分子能够有效促进p53-Y220C与PLK1之间三元复合物的形成。实验证明，p53-01处理导致PLK1发生核内富集并与p53-Y220C共定位，而在有丝分裂细胞中，PLK1与p53-Y220C在染色质上共定位，这种错误定位可能干扰PLK1的正常功能。

活性依赖p53-Y220C且不涉及再激活

重要的是，研究发现p53-01的作用机制与p53再激活剂PMV6完全不同。RNA测序分析显示，PMV6处理能够强烈诱导p53转录特征，包括MDM2、CDKN1A等经典p53靶基因的上调，而p53-01则没有这种效果。在p53荧光素酶报告基因实验中，PMV6能够剂量依赖性地激活报告基因表达，而p53-01和BI2536单独使用均无此作用，证明p53-01的选择性杀伤作用不依赖于p53转录活性的恢复。

连接子优化提高双功能分子效能

研究团队还系统评估了不同连接子对双功能分子活性的影响。他们合成了9种不同连接子长度的PMV6-BI2536双功能化合物，发现较短烷基连接子（如C3连接子）的表现优于较长烷基连接子，而PEG连接子（PEG2、PEG4、PEG6）的效果相当。最优化合物PMV6-C3-BI2536的EC₅₀达到25 nM，比p53-01（EC₅₀为850 nM）强效30倍以上。

该研究的重要意义在于提出了一种靶向TP53突变癌症的全新范式。与传统试图恢复p53功能的策略不同，这种方法巧妙利用了突变p53蛋白在癌细胞中的异常积累这一特征，将缺陷转化为治疗优势。这种策略不仅适用于Y220C突变，理论上可扩展至其他产生p53蛋白积累的错义突变，为治疗这一长期困扰癌症治疗的难题提供了新方向。

研究还发现，长期暴露于中等剂量p53-01的癌细胞会通过降低突变p53蛋白表达来产生耐药性，这反映了靶向治疗中常见的抗原丢失现象。然而，这种策略与传统p53再激活剂相比具有独特优势，特别是在存在额外TP53突变（如R273C）的癌细胞中仍能保持活性，扩大了潜在适用患者人群。

未来，通过进一步优化化合物药代动力学性质，特别是开发共价结合型和脉冲给药策略，有望在癌症组织和正常组织之间获得更大的治疗窗口。此外，这种利用蛋白丰度进行选择性靶向的策略也可能应用于其他领域，如清除衰老细胞等，展现出广阔的转化医学前景。