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基于自噬-溶酶体通路的SHP2靶向降解剂SA-8的发现及其抗肿瘤机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月29日 来源:European Journal of Medicinal Chemistry 6.0
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本研究针对SHP2(Src homology region 2-containing phosphatase 2)在肿瘤免疫逃逸中的关键作用,开发了基于AUTAC(autophagy-targeting chimera)技术的SHP2降解剂SA-8。通过结合SHP099配体与LC3自噬招募模块,SA-8在HeLa细胞中实现高效SHP2降解(DC50=3.22±0.18 μM),并激活自噬-溶酶体通路,为克服传统抑制剂局限性提供了新策略。
在肿瘤治疗领域,Src同源区2含蛋白酪氨酸磷酸酶2(SHP2)因其双重作用机制成为研究热点——它既能通过RAS-ERK通路促进肿瘤增殖,又可调控PD-1/BTLA等免疫检查点通路抑制T细胞功能。尽管SHP099等变构抑制剂已取得进展,但其单药治疗效果受限于催化位点保守性及药代动力学挑战。更棘手的是,传统泛素-蛋白酶体系统(PROTAC)因底物范围受限,难以彻底清除SHP2蛋白。这些瓶颈促使福建中医药大学等机构的研究团队转向自噬靶向嵌合体(AUTAC)技术,试图通过更广谱的降解途径实现突破。
研究团队设计了两类SHP2-AUTAC分子,其中SA-8展现出卓越特性:其以SHP099为靶蛋白配体,通过柔性连接子偶联LC3结合基序,形成稳定的SHP2-LC3-SA-8三元复合物。机制研究表明,SA-8诱导的K63泛素化触发自噬体形成,最终通过溶酶体完成SHP2降解。在HeLa细胞模型中,SA-8不仅实现80.47%的降解效率(Dmax),还呈现剂量依赖性凋亡诱导效应(IC50=5.59±0.82 μM),这些发现发表于《European Journal of Medicinal Chemistry》。
关键技术包括:1)基于晶体结构的分子对接优化;2)LC3-SHP099嵌合体合成;3)自噬通流检测;4)凋亡流式分析。研究团队通过系统比较FBnG-HTL与LC3两类招募配体的差异,最终锁定LC3体系为最优解。
【设计及合成SHP2降解剂】
通过分析SHP099-SHP2复合物晶体结构(PDB: 5EHR),发现SHP099氨基端溶剂可及性特征,据此设计9种衍生物。其中SA-8采用"三单元"结构:SHP099结合域-聚乙二醇连接子-LC3结合肽,经核磁及质谱验证纯度>95%。
【SA-8的生物学活性】
在72小时处理实验中,SA-8对SHP2蛋白的降解呈现典型"钩状效应"——当浓度>10 μM时降解效率反降,这与自噬体饱和现象一致。Western blot显示SA-8处理组LC3-II/I比值提升3.2倍,证实自噬激活。
【作用机制研究】
免疫共沉淀实验捕获到SHP2-LC3-SA-8三元复合物,且该结合可被3-MA(自噬抑制剂)阻断。值得注意的是,SA-8对SHP1同源蛋白无显著影响,显示良好选择性。
这项研究首次证实AUTAC策略对非受体型磷酸酶的适用性,其创新性体现在三方面:1)突破PROTAC的底物限制;2)实现低剂量(nM级)下的持续降解;3)通过调控免疫检查点蛋白增强T细胞活性。团队在讨论中指出,该技术可扩展至PD-L1等膜蛋白降解,为联合免疫治疗提供新思路。福建中医药大学分子生物技术国家重点实验室的后续工作将聚焦于SA-8的体内药效评价及GPCR家族蛋白的降解尝试。
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