共价分子胶介导大麻素受体1（CB1R）降解用于癌症治疗

《npj Drug Discovery》：Molecular glue mediated degradation of cannabinoid receptor 1 for cancer therapy

　　

大麻素受体1（CB1R）是内源性大麻素系统（ECS）中的G蛋白偶联受体（GPCR），与致癌信号和癌症进展相关。研究人员开发了一系列紧凑型共价分子胶降解剂，旨在通过招募泛素-蛋白酶体系统（UPS）组分降低CB1R丰度。以利莫那班（rimonabant）作为CB1R结合支架，研究人员生成掺入亲电性E3泛素连接酶招募弹头的小分子，并鉴定MG-CB2为最活跃的降解剂。MG-CB2在MCF-7乳腺癌和HepG2肝细胞癌细胞中诱导CB1R浓度依赖性和时间依赖性耗竭。蛋白酶体抑制阻断MG-CB2介导的CB1R丢失，而RNF126敲低消除降解，支持蛋白酶体和RNF126依赖性机制。利莫那班竞争实验和细胞热位移实验进一步支持MG-CB2与CB1R的细胞结合。CB1R降解伴随CB1R相关信号调节，包括ERK和mTOR磷酸化降低以及BCL2表达减少，同时癌细胞活力和迁移降低。这些发现确立共价分子胶介导的降解作为调节CB1R丰度和信号的策略，并将靶向蛋白降解（TPD）的应用扩展至跨膜GPCR。

研究背景：大麻素受体1（CB1R，cannabinoid receptor type 1）是内源性大麻素系统（ECS，endocannabinoid system）中的G蛋白偶联受体（GPCR，G-protein-coupled receptor），在中枢神经系统及肝、骨骼肌、心血管等外周组织表达，受内源性大麻素及Δ⁹-四氢大麻酚（THC）等调控。CB1R异常上调见于乳腺癌和肝细胞癌等，并通过细胞外信号调节激酶（ERK，extracellular signal-regulated kinase）、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR，mammalian target of rapamycin）通路及BCL2促进存活、增殖和迁移并抑制凋亡。传统拮抗剂/反向激动剂如rimonabant存在耐药、受体上调、补偿信号及持续占据需求等局限。靶向蛋白降解（TPD，targeted protein degradation）利用泛素-蛋白酶体系统（UPS，ubiquitin-proteasome system）清除蛋白；蛋白水解靶向嵌合体（PROTACs，proteolysis-targeting chimeras）分子较大，而分子胶（molecular glue）无需连接子、体积更小。此前CB1R PROTAC提供概念验证，本研究拟开发更紧凑的共价分子胶。

研究人员以rimonabant为CB1R结合支架，引入亲电性E3泛素连接酶招募弹头，合成RNF126或DCAF16招募系列及无反应双键负对照；发现MG-CB2为最活跃降解剂，经RNF126和蛋白酶体依赖机制降解CB1R，并抑制下游致癌信号、癌细胞活力和迁移。结论支持共价分子胶介导CB1R降解作为癌症治疗策略，并将TPD拓展至跨膜GPCR。

关键技术方法（不超过250字）：未涉及患者队列；采用MCF-7（HTB-22；ATCC）乳腺癌细胞和HepG2（HB-8065；ATCC）肝癌细胞为模型，非恶性成纤维细胞作对照。研究人员开展化学合成与NMR/MALDI-TOF表征、ADMETLab理化性质预测；以Western blot筛选降解剂；用MG132、RNF126 siRNA、环己酰亚胺（CHX，cycloheximide）追迹、rimonabant竞争和细胞热位移实验（CETSA，cellular thermal shift assay）解析机制；用结晶紫、Resazurin、划痕和Transwell评估表型；用Schr?dinger/Glide对CB1R（PDB: 5TGZ）进行对接。

研究结果：Synthesis of CB1R molecular glue degraders（CB1R分子胶降解剂的合成）：以rimonabant功能化，三氟甲基苯基肉桂酰胺或富马酸弹头招募RNF126，乙烯基磺酰哌嗪招募DCAF16，并设缺反应双键负对照；构建共价双价分子胶库。Predicted physicochemical properties of CB1R molecular glue degraders：ADMETLab提示该系列较此前CB1R PROTAC更紧凑，但RNF126系列亲脂性高、水溶性低，需优化。Effect of the molecular glue degraders on CB1R in cancer cells：MCF-7中10 μM处理24 h筛选，MG-CB2降CB1R约90%，rimonabant不改变；MG-CB4低浓度剂量依赖约90%但高浓度有细胞毒性；DCAF16组及负对照无效；MG-CB2时间依赖，24/48 h最大，MCF-7半数降解浓度（DC₅₀）4.1 μM，HepG2为6 μM、最大降解约95%，跨细胞系有效。Mechanistic characterization of MG-CB2-mediated CB1R degradation：MG132阻断降解，RNF126敲低消除降解，CHX追迹显示MG-CB2使CB1R半衰期约1.5 h而非2 h，rimonabant竞争剂量依赖恢复CB1R，CETSA显示热稳定性改变，单独结合配体或E3弹头无降解；提示直接结合、RNF126/蛋白酶体依赖并加速降解。Effect on downstream pathways：MCF-7中20 μM处理24 h使p-mTOR降约60%、p-ERK降约80%、BCL2降低；HepG2中BCL2降约80%、p-mTOR降约40%，抑制CB1R相关致癌信号。Structural analysis of MG-CB2 binding：对接显示MG-CB2保持rimonabant样结合方向，E3弹头溶剂暴露，结构兼容。Inhibition of cancer-associated cellular behaviors：MCF-7中MG-CB2显著降低生物量/活力，rimonabant作用弱，非恶性成纤维细胞无显著降低；抑制增殖；HepG2剂量依赖抑制增殖并于10 μM降低活力；划痕20 μM处理72 h使伤口密度降约80%，Transwell 20 μM近100%抑制迁移，抑制癌症相关表型。

讨论与结论部分总结：研究强调分子胶较PROTAC更小并具更有利的理化/ADME潜力，但本研究化合物仍存在高亲脂、低水溶等优化空间；MG-CB2与前期CB1R PROTAC均降低p-ERK和BCL-2，并新增mTOR抑制，但不同处理条件下结果不构成确定性遗传证据。研究结论翻译：CB1R因参与肿瘤进展和抗凋亡而日益被视为有吸引力的肿瘤治疗靶点。本研究设计并合成一系列CB1R靶向双价分子胶以诱导CB1R降解；以rimonabant为CB1R结合配体，引入肉桂酰胺或富马酸弹头招募E3泛素连接酶，构建共价分子胶降解剂库。先导化合物MG-CB2通过RNF126 E3连接酶高效促进CB1R降解。机制研究和下游通路分析表明，MG-CB2有效破坏CB1R相关致癌通路；在癌细胞模型中表现强抗增殖和抗转移活性，并显著抑制癌细胞运动和迁移。总之，CB1R靶向降解是可行且创新的癌症治疗策略，有望克服传统CB1R抑制剂的关键局限，并为开发借助靶向蛋白降解实现更高效、更持久疗效的下一代大麻素类治疗药物奠定基础。