KRAS(G12D)选择性降解剂ASP3082的发现与结构优化：靶向蛋白降解技术在难治性癌症治疗中的突破

本研究针对KRAS(G12D)突变这一癌症治疗难题，通过结构引导的理性设计开发出首个选择性降解剂ASP3082。研究人员利用PROTAC技术构建KRAS(G12D)/VHL三元复合物晶体结构（PDB:9L6F），证实其可特异性降解KRAS(G12D)蛋白（DC50 38 nM），在胰腺癌等多种CDX/PDX模型中实现肿瘤消退。该成果为KRAS(G12D)突变肿瘤提供了全新治疗策略，相关临床研究正在进行中（NCT05382559）。

　　

在癌症研究领域，KRAS基因突变长期被视为"不可成药"靶点。作为最常见的致癌驱动突变之一，KRAS(G12D)在胰腺癌(39.5%)、结直肠癌(15%)等恶性肿瘤中高发，但相较于已获批的KRAS(G12C)抑制剂，针对G12D突变的有效疗法长期空缺。传统抑制剂面临反馈激活和耐药性等挑战，这促使Astellas Pharma Inc.的研究团队另辟蹊径，探索靶向蛋白降解(PROTAC)这一新兴策略。

研究团队首先通过结构改造获得特异性结合KRAS(G12D)的化合物1（PDB:9L6A），其桥联胺基与Asp12残基形成2.78?氢键。随后采用"短连接"策略构建含VHL配体的双功能降解剂库，发现先导化合物2具有中等降解活性（~1μM）。通过创新性的三元复合物模型指导优化，最终获得ASP3082——其独特的1,2,3-三唑连接基与VHL蛋白His115/Tyr112形成π-π堆叠，使三元复合物解离速率降至4.4×10^-4 s^-1（PDB:9L6F）。

关键技术包括：1）KRAS(G12D)/VCB/ASP3082三元复合物晶体结构解析；2）表面等离子共振(SPR)多周期动力学分析；3）基于CDX/PDX模型的PK/PD研究；4）定量蛋白质组学分析（覆盖>9000种蛋白）；5）RAF-RBD下拉检测GTP结合型KRAS。实验使用16种KRAS突变细胞系（AsPC-1、PK-59等）和6种PDX模型（LXFA 1125等）。

Acquisition of KRAS(G12D) binder and bi-functional KRAS(G12D) hit degrader

通过结构改造获得KRAS(G12D)特异性结合剂1，其与GDP结合态KRAS(G12D)共晶结构显示桥联胺基与Asp12形成关键相互作用。构建含VHL配体的降解剂库后，发现先导化合物2在1μM浓度下可诱导降解。

Construction of a ternary complex model using the hit degrader

创新性建立KRAS(G12D)/降解剂2/VHL三元复合物计算模型，发现移除VHL配体甲基可减少空间位阻，而羟基修饰可增强KRAS(G12D)结合。最终获得的ASP3082通过三唑连接基与VHL形成稳定相互作用。

ASP3082 induces selective KRAS(G12D) degradation and demonstrates inhibition of KRAS-dependent signaling

ASP3082展现高度选择性：DC₅₀为38 nM（KRAS(G12D)），而对KRAS(WT)需>10μM才产生部分降解。在AsPC-1细胞中抑制ERK磷酸化（IC₅₀ 14 nM）和增殖（IC₅₀ 19 nM），蛋白质组学证实对>9000种非KRAS蛋白无影响。

Mechanistic differences between KRAS(G12D) degrader ASP3082 and inhibitor 6

与抑制剂6相比，ASP3082能持续降低GTP结合型KRAS水平，72小时内不出现信号通路反馈激活。在多种细胞系中，抑制剂处理导致KRAS蛋白上调，而ASP3082维持长期降解效果。

ASP3082 demonstrates anti-tumor effect in vivo

PK研究显示ASP3082在肿瘤组织滞留显著（30 mg/kg静脉给药后144小时仍维持63%降解）。在PK-59模型中，单次给药即可持续抑制MAPK通路基因（DUSP4/6等），每周给药实现63%肿瘤消退。

ASP3082 exhibits anti-tumor activity in various cancer xenograft models in mice

在胰腺癌(AsPC-1)、结直肠癌(GP2d)等CDX模型和肺癌(LXFA 1125)PDX模型中，30 mg/kg每周两次给药均诱导肿瘤消退，免疫组化证实肿瘤组织KRAS(G12D)蛋白显著减少。

这项发表于《Communications Chemistry》的研究开创性地将PROTAC技术应用于KRAS(G12D)突变治疗。通过解析首个KRAS(G12D)/降解剂/VHL三元复合物晶体结构，揭示了1,2,3-三唑连接基稳定相互作用的关键机制。相较于传统抑制剂，ASP3082不仅克服反馈激活难题，还能消除KRAS基因扩增导致的耐药性。目前该分子已进入临床研究阶段（NCT05382559），为KRAS(G12D)突变肿瘤患者带来新希望。研究团队开发的基于三元结构的理性优化策略，也为其他难成药靶点的降解剂设计提供了范式。