靶向TAZ特异性小分子抑制剂Alexidine抑制乳腺癌侵袭和转移的研究

《iScience》：Alexidine is a TAZ-specific small-molecule inhibitor that suppresses breast cancer invasion and metastasis

本研究针对转移性乳腺癌(MBC)缺乏有效治疗方案的临床难题，开发了TR-FRET和NanoLuc生物传感器进行高通量筛选，首次发现Alexidine作为TAZ特异性小分子抑制剂，能直接靶向TAZ并破坏TAZ-TEAD相互作用，显著抑制三阴性乳腺癌细胞的迁移、侵袭和体内外转移，为靶向Hippo通路治疗乳腺癌提供了新策略。

　　

乳腺癌是全球女性发病率最高的恶性肿瘤，其中转移性乳腺癌是导致患者死亡的主要原因。尽管当前治疗手段不断进步，但对转移性乳腺癌患者的治疗效果仍不理想，特别是三阴性乳腺癌患者往往面临更差的预后。这一临床困境促使科学家们寻找新的治疗靶点和策略。

在乳腺癌的发生发展过程中，Hippo信号通路的关键转录共激活因子TAZ发挥着至关重要的作用。研究表明，TAZ在乳腺癌中的过表达频率高于其同源物YAP，且与肿瘤干细胞特性的维持、转移行为以及耐药性密切相关。TAZ主要通过与其转录因子TEAD相互作用，调控下游基因的表达，从而促进肿瘤细胞的迁移、侵袭和转移。因此，破坏TAZ-TEAD相互作用被认为是治疗乳腺癌的潜在策略。

为了寻找能够特异性抑制TAZ-TEAD相互作用的小分子化合物，研究人员开发了一种高灵敏度的TR-FRET生物传感器，并对2036种FDA批准和生物活性化合物进行了超高通量筛选。通过这一筛选策略，他们成功鉴定出Alexidine作为一种新型的TAZ特异性抑制剂。

研究团队采用的主要技术方法包括：构建TAZ-TEAD生物传感器系统，建立TR-FRET和NanoBiT检测方法进行超高通量筛选；使用GST pull-down、细胞热转移实验和分子对接预测验证化合物与靶点的直接相互作用；通过蛋白质印迹、免疫共沉淀分析靶点蛋白表达和相互作用；利用伤口愈合、Transwell侵袭实验评估细胞迁移和侵袭能力；采用微流控骨芯片模型和小鼠肺转移模型研究体内外转移过程。

Generation of TAZ-TEAD biosensor for high throughput drug screen

研究人员首先开发了能够监测TAZ-TEAD相互作用的生物传感器。他们在TEAD1和TAZ的N端分别添加了His和FLAG标签，构建了His-LgBiT-TEAD1和FLAG-SmBiT-TAZ融合蛋白。通过Co-IP实验验证了标签的引入不影响TAZ-TEAD的正常相互作用。随后优化了TR-FRET检测条件，确定了最佳的抗体组合，并验证了该生物传感器在超高通量筛选中的稳定性和可靠性。

uHTS reveals alexidine as a small-molecule inhibitor of TAZ-TEAD interaction

利用建立的筛选平台，研究人员对2036种化合物进行了筛选，发现了40个能够显著抑制TAZ-TEAD相互作用的候选化合物，其中包括22种FDA批准的药物。通过进一步的验证实验，最终确定Alexidine和Caspofungin两种化合物能够有效抑制TAZ-TEAD结合。其中，Alexidine在STBS双荧光素酶报告基因实验中表现出对TAZ-TEAD转录活性的显著抑制作用。

Alexidine suppresses breast cancer cell invasion and metastasis

在功能实验中，研究人员发现Alexidine能够以浓度依赖的方式抑制TAZ-TEAD相互作用。细胞热转移实验表明，Alexidine直接与TAZ结合，降低了TAZ的稳定性。分子对接预测显示，Alexidine可能结合在TAZ的N端区域，该区域对TAZ与TEAD的相互作用至关重要。

进一步的研究表明，Alexidine能够显著抑制MDA-MB-231和BT-549等三阴性乳腺癌细胞的迁移和侵袭能力，而这种抑制作用在TAZ敲除的细胞中不明显，说明其作用具有TAZ特异性。同时，Alexidine对非肿瘤性乳腺上皮细胞MCF10A的毒性较低，表明其具有良好的选择性。

在机制方面，Alexidine处理显著降低了TAZ下游靶基因AXL、BMP4和CTGF的表达水平，这些基因与细胞迁移和侵袭密切相关。重要的是，在TAZ敲低的细胞中，Alexidine对这些基因的抑制作用消失，进一步证实了其作用的TAZ特异性。

Alexidine suppresses breast cancer cell invasion and metastasis

在转移能力评估中，Alexidine显著抑制了乳腺癌细胞在体外通过细胞外基质的侵袭能力。通过微流控骨芯片模型，研究人员发现Alexidine处理显著减少了乳腺癌细胞向骨组织的迁移距离。更重要的是，在小鼠模型中，Alexidine治疗显著降低了乳腺癌细胞在肺部的定植能力。

本研究的意义在于首次发现并验证了Alexidine作为TAZ特异性抑制剂的抗肿瘤活性。与现有的pan-TEAD抑制剂不同，Alexidine具有更高的靶点特异性，可能减少潜在的不良反应。此外，该研究建立的高通量筛选平台也为发现其他Hippo通路抑制剂提供了重要工具。

尽管这项研究取得了重要进展，但仍存在一些局限性。例如，筛选的化合物库规模相对有限，未来可以扩大筛选范围；Alexidine与TAZ的确切结合模式需要进一步通过生物物理方法验证；在更复杂的动物模型中评估其疗效和安全性也是必要的。此外，对Alexidine进行化学修饰以提高其特异性和降低脱靶效应也是未来的研究方向。

总的来说，这项研究不仅发现了一个有前景的TAZ特异性抑制剂，也为开发针对Hippo通路的靶向治疗提供了新的思路和工具。相关研究成果发表在《iScience》杂志上，为乳腺癌治疗领域带来了新的希望。