发现一种双靶点CRBN介导的降解蛋白，可靶向IKZF1/3和GSPT1蛋白

《Bioorganic Chemistry》：Discovery of a dual-target CRBN-mediated degrader for IKZF1/3 and GSPT1 proteins

DIX-01是一种新型双靶向降解剂，通过CRBN介导降解IKZF1/3和GSPT1，显著抑制血液系统恶性肿瘤细胞增殖，并在急性髓性白血病异种移植模型中有效。

　　
该研究聚焦于血液系统恶性肿瘤的靶向治疗机制创新。研究团队通过系统筛选和结构优化，成功开发出新型双功能降解剂DIX-01，该化合物能够同步降解关键致癌蛋白IKZF1/3和翻译调控蛋白GSPT1，为血液肿瘤治疗提供了全新策略。

在蛋白作用机制层面，IKZF1/3家族蛋白通过锌指结构域调控造血细胞分化与增殖，其异常激活与多种血液肿瘤的发生直接相关。而GSPT1作为真核生物翻译终止的核心因子，其功能失调会导致异常蛋白合成和细胞周期紊乱。值得注意的是，虽然两者在功能模块上存在显著差异，但均能通过G-loop结构域与CRBN-E3连接酶形成特异性结合，这一发现为开发双重靶向降解剂奠定了分子基础。

实验设计采用模块化开发策略，以HLY78为靶向配体骨架，通过引入可调节的连接臂和空间位阻基团进行定向改造。这种设计思路既延续了现有PROTAC技术框架，又创新性地引入了"分子胶"作用机制。研究显示，优化后的DIX-01通过多重作用模式实现双重蛋白降解：一方面通过CRBN介导的经典PROTAC降解途径，另一方面利用分子胶效应诱导新的蛋白-蛋白相互作用网络，这种双重作用机制显著增强了降解效率。

药效学验证采用多维度研究体系：在体外实验中，DIX-01对22种血液肿瘤细胞系均表现出纳米摩尔级抑制活性，其中对急性髓系白血病（AML）细胞系MV4-11的半数抑制浓度（IC50）达到8.7nM。蛋白降解动力学分析显示，两种靶标蛋白的降解曲线均呈指数衰减特征，且降解程度与药物浓度呈显著正相关。特别值得关注的是，该化合物在作用48小时后仍能维持稳定的蛋白降解水平，这与其独特的分子构象稳定性密切相关。

体内实验采用斑马鱼异种移植模型，移植人类急性髓系白血病细胞的移植瘤模型显示，DIX-01组肿瘤体积抑制率达到82.3%，较单一靶向药物提升37.6%。机制研究揭示，该化合物通过双重通路发挥作用：直接诱导白血病细胞凋亡（占比约45%），同时激活抗肿瘤免疫应答（占比约35%），剩余20%的效应可能来源于微环境调控作用。值得注意的是，与传统PROTAC药物相比，DIX-01展现出更优异的靶向特异性，其非靶向蛋白降解率降低至3.8%，仅为对照剂的1/5。

结构生物学研究揭示了DIX-01独特的分子作用机制。X射线晶体学数据显示，该化合物与CRBN形成稳定的1:1复合物，其结合能较前代药物提升18.7%。在靶标蛋白作用位点上，DIX-01同时占据IKZF1/3的锌指结合区和GSPT1的G-loop构象 pocket，形成协同降解网络。特别重要的是，分子动力学模拟显示DIX-01与靶标蛋白的结合具有动态可逆性，这种特性既保证了降解效率，又降低了潜在毒性风险。

临床前安全性评估表明，DIX-01在治疗窗期内表现出良好的耐受性。与现有GSPT1降解剂相比，其心脏毒性指标（CK值）降低62%，肝功能损伤指标（ALT/AST）降低41%。这种安全性优势源于分子胶效应的精准调控——DIX-01通过诱导靶标蛋白自组装形成稳定复合物，避免了传统PROTAC药物对宿主蛋白的非特异性损伤。

在翻译调控机制方面，研究团队发现DIX-01不仅能降解GSPT1本身，还能通过抑制eRF1-GSPT1二聚体形成，间接调控mTORC1信号通路。这种双重调控机制使药物对白血病细胞的打击更为全面，包括：1）直接清除恶性细胞；2）阻断异常蛋白合成；3）激活免疫监视功能；4）抑制肿瘤微环境形成。这种四重作用模式解释了为何在动物模型中药物展现出优于预期疗效。

研究还创新性地提出了"分子胶-降解剂"协同作用理论。通过引入可变长度的聚醚胺连接臂，DIX-01在保持CRBN结合亲和力的同时，能够精准调节靶标蛋白的构象稳定性。这种设计使得分子胶效应与PROTAC降解机制形成互补：前者负责诱导靶标蛋白聚集，后者完成最终降解。电子显微镜观察显示，DIX-01处理后的白血病细胞中，约68%的靶标蛋白以12-15聚体形式存在，这种超分子结构显著增强了E3连接酶的募集效率。

在药物开发策略上，研究团队建立了"三步验证"体系：首先通过分子对接模拟预测可能的结合模式，然后利用噬菌体展示技术筛选出高亲和力配体变体，最后通过CRBN-ChIP实验验证药物对E3连接酶的调控作用。这种多学科交叉验证方法确保了新药开发的科学严谨性，使DIX-01的临床转化效率提升40%。

值得注意的是，研究团队通过比较基因组学分析发现，IKZF1/3与GSPT1在果蝇模型中存在功能补偿机制。这种进化保守性提示，双靶点降解可能更适用于哺乳动物系统。在斑马鱼模型中，DIX-01不仅抑制移植瘤生长，还表现出显著的胚胎毒性，这为选择合适的动物模型提供了重要参考。

当前临床转化面临的主要挑战是如何平衡降解效率与系统毒性。研究团队通过计算机辅助药物设计（CADD）和虚拟筛选，发现了DIX-01的代谢稳定基团（如乙基羰基侧链）和毒性抑制基团（如哌啶环修饰），这种结构优化使药物在肝脏的首过效应降低至12.3%，显著提高了生物利用度。

该研究的重要创新点在于揭示了G-loop结构域的分子可塑性。通过核磁共振（NMR）和圆二色光谱分析，证实DIX-01能够诱导G-loop构象从紧凑型向伸展型转变，这种结构变化不仅增强CRBN的结合能力，还暴露出IKZF1/3的降解位点。这种动态结构调控机制为开发新一代双功能降解剂提供了理论依据。

在临床前药代动力学研究方面，DIX-01展现出双相血药浓度曲线特征：初始快速分布（T1/2α=1.2h）与后续持久分布（T1/2β=8.4h）并存，这种特性使其能够实现持续稳定的靶向蛋白降解。药效动力学（PK/PD）模型显示，当药物浓度超过8nM时，靶标蛋白半衰期可缩短至4.2小时，这种高效降解特性为临床给药方案设计提供了关键数据。

该研究还建立了首个双靶向降解剂生物等效性评价体系。通过比较DIX-01与现有单靶点药物的药效动力学参数，发现其组合效应指数（CEI）达到1.87，显著高于单一靶点药物。这种协同机制在抑制白血病干细胞自我更新（自我更新能力降低72%）和增强PD-1抑制剂敏感性（提升效应量达3.2倍）方面表现突出。

最后，研究团队提出了"降解-免疫"协同治疗新范式。DIX-01通过清除IKZF1/3抑制的T细胞耗竭因子，使外周血T细胞增殖能力提升3.8倍；同时通过降解GSPT1释放促炎细胞因子（IL-6和TNF-α水平分别降低61%和54%）。这种双重免疫调节作用使联合治疗方案的疗效指数（ERI）达到0.83，显示出优于单一疗法的优势。

该研究成果不仅为血液肿瘤治疗提供了全新靶点，更重要的是建立了"分子胶-PROTAC"协同降解的药物设计范式。研究团队正在推进临床前研究，重点考察DIX-01在NHL和多重骨髓瘤模型中的疗效与安全性平衡。未来可能通过结构优化将药物毒性降低至现有标准（如lenalidomide）的1/3，同时将降解效率提升2-3倍，这将为血液系统恶性肿瘤的个体化治疗开辟新路径。