靶向FOXM1的全肽基PROTAC分子FPP29的研发及其在肝癌治疗中的双重机制研究

【编辑推荐】本研究针对FOXM1转录因子在多种癌症中的关键作用，设计出首个全肽基PROTAC降解剂FPP29。通过结合CP29肽段与VHL配体，FPP29实现FOXM1的泛素化降解（IC50 低至3.65±0.30μM），显著抑制HCCLM3细胞的增殖、迁移（Transwell实验）并诱导凋亡（AO/EB染色）。体内实验显示15 mg/kg剂量下肿瘤抑制率达75%且无毒性，为靶向"不可成药"转录因子提供了新策略。

　　

在癌症治疗领域，转录因子长期以来被视为"不可成药"靶点，尤其是FOXM1（Forkhead box M1）——这个调控细胞周期、DNA修复等关键通路的核心蛋白，其过表达与几乎所有癌症类型的不良预后相关。尽管科学家们已开发出多种FOXM1抑制剂，但临床转化始终受限于低效性、未知作用机制和脱靶效应等问题。与此同时，蛋白降解靶向嵌合体（PROTAC）技术的兴起为靶向这类"难治性"蛋白带来了曙光，但传统PROTAC多依赖小分子配体，对FOXM1这类缺乏明确结合口袋的靶点效果有限。

针对这一挑战，西南交通大学的研究团队独辟蹊径，基于实验室前期通过噬菌体展示技术筛选出的高亲和力肽段CP29，创新性地设计出全球首个全肽基FOXM1-PROTAC分子FPP29。这项发表于《Bioorganic Chemistry》的研究显示，FPP29通过"双功能"设计——N端CP29肽段特异性结合FOXM1 DNA结合域（DBD），C端ALAPYIP七肽招募VHL E3泛素连接酶，中间以GS linker连接——成功实现了对FOXM1的精准降解。

研究团队运用固相合成法制备FPP29，通过CCK-8检测细胞活力，Transwell实验评估侵袭迁移能力，AO/EB双染观察凋亡形态，克隆形成实验分析增殖抑制，并采用分子对接、Western blot等技术阐明作用机制。动物实验使用HCCLM3细胞异种移植模型评估体内疗效。

设计、合成与表征
FPP29的独特设计使其兼具FOXM1结合与降解双重功能。动态模拟显示CP29与FOXM1-DBD的结合能低至-418.9 kJ/mol，而质谱检测证实其分子量（3419.8 Da）与理论值一致。

体外抗肿瘤效应
在HCCLM3肝癌细胞中，FPP24小时IC₅₀
仅3.65±0.30μM，较前体9R-CP29L（9.0μM）显著提升。Transwell实验显示其使细胞迁移率降低82%，克隆形成减少75%，AO/EB染色呈现典型凋亡小体。

分子机制解析
Western blot证实FPP29处理6小时后FOXM1蛋白水平下降60%，并伴随下游cyclin B1、CDC25B、c-Myc表达下调。Co-IP实验检测到FOXM1泛素化水平增加3.5倍，且该效应可被蛋白酶体抑制剂MG132逆转。

体内疗效验证
15 mg/kg剂量治疗21天后，小鼠肿瘤体积缩小75%，且重要器官未见病理损伤。值得注意的是，FPP29在降解FOXM1同时直接发挥细胞毒性，这种"双管齐下"机制使其效果优于单纯抑制剂。

这项研究的突破性在于：首次验证全肽基PROTAC在转录因子靶向治疗中的可行性；创新性地利用具有内在细胞毒性的CP29作为warhead，实现"降解+杀伤"协同效应；为解决PROTAC分子量过大导致的透膜难题，研究团队通过9R修饰（非a-螺旋结构）成功提升细胞摄取效率。FPP29展现的优异安全性（无体重减轻、肝肾功能正常）和强效抗肿瘤活性，为开发新一代靶向转录因子的抗癌药物提供了全新范式，尤其对缺乏小分子结合位点的"不可成药"靶点具有重要借鉴意义。