新型USP10抑制剂LY-2通过下调CDK4促进肝癌细胞凋亡的机制研究及治疗潜力

肝癌治疗面临靶向药物疗效不足的挑战。研究人员针对泛素特异性蛋白酶10（USP10）这一关键靶点，通过结构优化开发出首个纳摩尔级结合活性的抑制剂LY-2。该化合物通过抑制USP10介导的YAP/p53降解，下调CDK4表达，显著诱导肝癌细胞凋亡，为肝癌靶向治疗提供新策略。

　　

肝癌是全球第五大高发恶性肿瘤，每年夺走数十万生命。更令人担忧的是，约70%患者确诊时已属晚期，失去手术机会。传统药物如索拉非尼虽为一线治疗选择，但响应率不足30%，且易产生耐药性。这一严峻现状背后，隐藏着一个关键分子——泛素特异性蛋白酶10（USP10）。这种酶如同细胞内的"拆弹专家"，能移除肿瘤抑制蛋白上的泛素标签，阻止其被蛋白酶体降解，从而助长癌细胞猖獗生长。

浙江大学药学院的研究团队在《Bioorganic Chemistry》发表突破性研究。他们发现USP10在肝癌中异常活跃，通过稳定YAP、p53等促癌蛋白推动肿瘤进展。尽管此前已有USP10抑制剂报道，但普遍存在结合力弱（微摩尔级）、机制不清的缺陷。研究团队从先导化合物D1出发，结合虚拟筛选和结构优化，最终获得强效抑制剂LY-2。

研究采用分子动力学模拟分析结合构象，通过表面等离子共振（SPR）验证结合力，并运用细胞凋亡检测、Western blot等技术评估药效。临床样本分析显示USP10高表达与肝癌不良预后显著相关。

理性优化基于D1的USP10抑制剂
通过Y形结合构象分析，发现1,2,4-恶二唑片段与Asn127形成氢键。将3-(邻甲苯基)替换为萘环后，LY-2结合自由能降低4.3 kcal/mol，达到纳摩尔级亲和力（K_d=86 nM）。

LY-2的生物学效应
该化合物特异性抑制USP10去泛素化活性，使YAP蛋白水平降低62%，p53积累3.1倍。通过p53信号通路下调CDK4表达，导致肝癌细胞周期阻滞在G1期，凋亡率提升至对照组的5.8倍。

化学合成方法
采用Bruker AVANCE III 500 MHz核磁共振仪表征结构，THF-d₈溶剂峰（δ 3.58）作为内标。关键中间体经Suzuki偶联构建萘环系统。

这项研究首次实现USP10抑制剂的纳摩尔级结合突破，阐明其通过USP10-YAP-CDK4轴诱导凋亡的机制。LY-2作为化学探针，不仅为肝癌治疗提供新候选药物，更为探索USP10在其它疾病中的作用奠定基础。研究获得浙江省重点研发计划和国家自然科学基金支持，相关技术已申请专利保护。