靶向IWS1/Spt6相互作用的分子对接与生物学验证:酮替芬和地氯雷他定抑制人腹膜后脂肪肉瘤侵袭性的新策略

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对侵袭性脂肪肉瘤(DDLPS)治疗困境,通过AlphaFold预测IWS1蛋白结构,结合虚拟筛选发现抗组胺药酮替芬(Ketotifen)和地氯雷他定(Desloratadine)可特异性破坏IWS1/Spt6转录延伸复合体,实验证实其能显著抑制DDLPS细胞迁移、侵袭及球体形成,为靶向RNA聚合酶II(RNAPII)相关蛋白互作提供了新型治疗策略。

  

脂肪肉瘤(LPS)作为最常见的软组织肉瘤亚型,其中去分化脂肪肉瘤(DDLPS)因高复发率和有限治疗选择成为临床难题。尽管手术切除仍是主要手段,但30年来患者生存率未见显著提升。更棘手的是,DDLPS特征性染色体12q13-15区扩增(含MDM2/CDK4基因)的靶向治疗收效甚微。俄亥俄州立大学综合癌症中心的研究团队另辟蹊径,将目光聚焦于转录延伸因子IWS1——该蛋白不仅是RNA聚合酶II(RNAPII)延伸复合体的关键组装因子,其过表达更与DDLPS患者不良预后显著相关。

研究采用多学科交叉策略:首先通过AlphaFold预测IWS1结构,锁定其与Spt6相互作用的核心区域(AA 545-694);继而运用分子对接技术对1605种FDA批准药物进行虚拟筛选,发现抗组胺药酮替芬和地氯雷他定能模拟Spt6的苯丙氨酸(F217)结合特征。实验验证显示,20μM酮替芬或5μM地氯雷他定处理48小时后,免疫共沉淀(Co-IP)检测到IWS1/Spt6复合体形成减少60%以上,同时伴随转录因子LEDGF的结合减弱。

关键实验技术
研究整合了AlphaFold蛋白质结构预测、AutoDock Vina分子对接筛选、CRISPR-Cas9基因编辑构建IWS1敲除细胞系、微图案化PDMS基底单细胞迁移追踪、三维Matrigel球体培养等前沿技术,结合常规的Western blot、Transwell实验和亚细胞组分分离技术,系统评估了药物对DDLPS细胞表型的影响。

研究结果

Disruption of IWS1/Spt6 complex
共沉淀实验证实两种药物均能剂量依赖性破坏IWS1与Spt6/LEDGF的相互作用,且伴随IWS1核定位增加41-107%,提示药物可能改变IWS1的亚细胞分布模式。

Suppression of migration and invasion
Transwell实验显示:10μM酮替芬使Lipo863细胞迁移降低52%,4μM地氯雷他定使侵袭减少25%。微流控单细胞追踪揭示药物处理组速度下降23-30%,加速度降低24-34%,但细胞伸长率反而增加,暗示其向间质样迁移模式转变。

Reduction in spheroid formation
三维培养中,药物处理使球体直径从140μm缩减至55μm左右,抑制率达60%,证实其可削弱肿瘤细胞自我更新能力。

讨论与意义
该研究首次揭示抗组胺药物可通过靶向IWS1/Spt6界面影响转录延伸复合体组装,为DDLPS提供了非细胞毒性的治疗新思路。特别值得注意的是,虽然IC50显示药物对癌细胞和正常成纤维细胞(NIH/3T3)的毒性相当,但在亚毒性浓度下仍能显著抑制肿瘤侵袭特性,这种"表观遗传化疗"策略可能减少传统化疗的毒副作用。研究局限性在于尚未阐明IWS1核聚集的分子机制,且部分迁移抑制效应可能涉及脱靶作用——这与TND/TIM结构域(转录因子TFIIS、Elongin A等的共同互作模块)的广泛存在有关。

这项发表于《Scientific Reports》的工作不仅为DDLPS患者带来了新的希望,更开创性地证明:靶向RNAPII延伸复合体中的蛋白互作界面,可成为调控肿瘤恶性表型的新靶点。Marina Goryunova等研究者提出的"楔形多环化合物"筛选策略,也为其他难治性肿瘤的靶点开发提供了范式参考。

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