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为解决蛋白酶体抑制剂（PIs）在非血液组织的脱靶毒性问题，研究人员开展高特异性免疫蛋白酶体抑制剂（IPIs）研究。发现 M3258 在体外诱导 KMT2A::AFF1 + 急性淋巴细胞白血病（ALL）细胞凋亡，体内联合化疗可抑制肿瘤生长，揭示其通过蛋白毒性应激发挥作用，为 ALL 治疗提供新方向。
论文解读
在血液肿瘤治疗领域，蛋白酶体抑制剂（Proteasome Inhibitors, PIs）如硼替佐米（Bortezomib, Btz）虽对多发性骨髓瘤和套细胞淋巴瘤疗效显著，但其在急性淋巴细胞白血病（Acute Lymphoblastic Leukemia, ALL）治疗中却面临棘手问题 —— 非选择性抑制组成型蛋白酶体（Constitutive Proteasome）引发的胃肠道、心脏毒性等副作用，尤其对儿童患者可能造成骨骼生长抑制和性腺损伤。而 ALL 细胞中免疫蛋白酶体（Immunoproteasome）与组成型蛋白酶体的表达比例高达 10:1 以上，这提示开发高特异性免疫蛋白酶体抑制剂（Immunoproteasome Inhibitors, IPIs）或许能精准打击肿瘤细胞，同时减少对正常组织的伤害。在此背景下，美国奥本大学（Auburn University）的研究团队聚焦于 KMT2A::AFF1 融合蛋白驱动的 ALL 亚型，探索新型 IPI 药物 M3258 的作用机制与治疗潜力，相关成果发表于《Scientific Reports》。
研究团队采用多种关键技术开展研究：通过荧光底物法检测蛋白酶体活性以验证 M3258 的特异性；利用流式细胞术分析细胞凋亡；构建荷瘤小鼠模型评估 M3258 的体内抗肿瘤效果；运用 RNA 测序和基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis, GSEA）探究药物作用的分子通路；借助蛋白质免疫印迹（Western Blot）检测泛素化蛋白、凋亡相关蛋白表达。此外，研究中使用了 RS4;11、SEM 等 KMT2A::AFF1+ALL 细胞系及 MLL-86 患者来源异种移植（Patient-Derived Xenograft, PDX）模型。
结果
1. M3258 对 β5i 位点的高特异性抑制与体外促凋亡作用
荧光底物实验表明，M3258 对免疫蛋白酶体 β5i（PSMB8/LMP7）位点的 IC50 约为 10 nM，可显著抑制 RS4;11 细胞中 β5i 特异性底物 Ac-ANW-amc 的切割，且对 β1i、β2i 及组成型蛋白酶体 β5c 等位点无明显抑制。在 KMT2A::AFF1 + 的 RS4;11 和 SEM 细胞中，M3258 以浓度依赖方式诱导凋亡，100 nM 浓度处理 12 小时即可使约 50% 细胞凋亡，且对正常外周血单个核细胞（Peripheral Blood Mononuclear Cells, PBMCs）毒性极低。
2. M3258 的体内抗肿瘤活性
在 SEM-luc 荷瘤小鼠模型中，每日口服 10 mg/kg M3258 可显著延缓肿瘤生长并延长生存期，其效果与硼替佐米相当。当 M3258 与包含长春新碱、柔红霉素等的标准化疗联用时，可诱导肿瘤消退且未增加体重下降等毒性。在 MLL-86 PDX 模型中，尽管 M3258 单药及联合化疗对生存延长效果有限，但治疗后肿瘤细胞仍以免疫蛋白酶体为主，未出现向组成型蛋白酶体的显著转换。
3. 多位点协同抑制增强 M3258 细胞毒性
尝试联用蛋白酶体胰蛋白酶样位点抑制剂 LU-102 或 caspase 样位点抑制剂 NC-021，发现二者均可显著增强 M3258 对 RS4;11、SEM 及 MLL-86 细胞的杀伤作用，提示同时抑制多个蛋白酶体活性位点可能是提升疗效的潜在策略。
4. 蛋白毒性应激是 ALL 细胞敏感的核心机制
基因表达谱分析显示，M3258、ONX-0914 和硼替佐米均可显著上调 Hsp70 家族基因（HSPA6、HSPA1A、HSPA1B）及未折叠蛋白反应（Unfolded Protein Response, UPR）、BAG2 通路相关基因。蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺（Cycloheximide, CHX）可完全阻断药物诱导的凋亡，同时减少泛素化蛋白积累及 HSP1A、NOXA 等基因的转录激活。进一步研究发现，药物处理后 K48 连接的泛素化蛋白先于凋亡标志物 NOXA 和 PARP 切割积累，而组蛋白 H2B 去泛素化发生在凋亡后期，且 M3258 不诱导 H2B 去泛素化，表明蛋白毒性应激而非组蛋白修饰变化是凋亡的主要驱动因素。
结论与讨论
本研究首次系统验证了新型 IPI 药物 M3258 在 KMT2A::AFF1+ALL 中的抗肿瘤活性，证实其通过高特异性抑制免疫蛋白酶体 β5i 位点，诱导肿瘤细胞内蛋白毒性应激和凋亡，且体内与化疗联用可增强疗效。相较于传统 PIs，M3258 因不抑制组成型蛋白酶体及线粒体蛋白酶 HtrA2，有望降低非血液组织毒性，尤其为儿童 ALL 患者提供更安全的治疗选择。研究还揭示 ALL 细胞对 PIs/IPIs 的敏感性与高蛋白质合成速率导致的蛋白毒性应激密切相关，这与多发性骨髓瘤的机制相似，为拓展 IPIs 在其他高蛋白质合成肿瘤中的应用提供了理论依据。尽管部分 PDX 模型对药物响应有限，但研究明确了免疫蛋白酶体表达比例及蛋白毒性应激水平作为疗效预测标志物的潜力，为未来 IPIs 的临床转化奠定了基础。
