在抗癌药物研发领域,许多关键致癌蛋白因缺乏传统的“活性口袋”而被贴上“不可成药”(Undruggable)的标签。近年来兴起的靶向蛋白降解(TPD)技术为这一难题带来了曙光。其中,分子胶(Molecular Glue)能够重编程细胞内E3泛素连接酶的表面拓扑结构,从而招募并降解目标致癌蛋白。
2026年6月10日,上海科技大学仓勇、达歌生物(Degron Therapeutics)粟鹤秀、窦好共同通讯在国际顶尖学术期刊《Nature》在线发表了题为“Molecular glue degraders of HuR suppress BRAF-mutant colorectal cancer”的研究论文。该研究成功开发出一类新型分子胶降解剂 dHuR,能够选择性诱导RNA结合蛋白HuR降解,在BRAF突变型结直肠癌模型中展现出强效的抗肿瘤活性。该研究同时揭示了一条全新的调控机制:HuR通过参与BRAF RNA的剪接调控来间接控制其蛋白表达。
1. 临床痛点:为何聚焦BRAF突变结直肠癌?
高恶性度与不良预后:在大约10%的结直肠癌(CRC)患者中存在BRAF激活突变(以BRAF(V600E)最为常见)。这类患者预后极差,中位生存期显著短于野生型患者。
耐药性难题(EGFR反馈激活):与黑色素瘤不同,单用BRAF抑制剂治疗结直肠癌疗效极易受限。原因在于,阻断BRAF后,肿瘤细胞会通过EGFR反馈激活MAPK通路重获生长能力。即使临床采用BRAF + EGFR联合靶向方案,患者仍面临高复发率。
因此,寻找MAPK通路核心节点之外的全新干预靶点,成为临床的迫切需求。
2. 潜在靶标:长期被忽视的癌症驱动因子HuR
HuR(Human antigen R)是一种经典的RNA结合蛋白(RBP),通过识别mRNA上的富含AU序列(AREs),在转录后水平调控RNA的稳定性、翻译效率及剪接模式。
HuR机理展示
在多种恶性肿瘤中,HuR呈病理性高表达,并与肿瘤的增殖、侵袭及耐药性密切相关。然而,由于HuR缺乏传统的小分子结合口袋,常规抑制剂开发屡屡碰壁。研究团队此次转换思路:不再试图抑制其活性,而是利用分子胶直接将其彻底清除(降解)。
3. 药物筛选:高效HuR降解剂dHuR-2的诞生
研究团队基于包含超1万个CRBN分子胶候选化合物的文库,结合定量蛋白质组学筛选,寻找依赖CRBN发挥作用且能显著下调目标蛋白水平的分子。最终,HuR被锁定为最核心的敏感靶标。
经过药物化学结构优化,团队成功获得了高活性的先导化合物 dHuR-2。其关键药理学核心参数如下:
降解效价(DC50):约为 3.8 nM。达到了纳摩尔级的高活性结合与降解能力。
最大降解率(Dmax):约为 96%。几乎能使细胞内的目标蛋白被完全清除。
降解半衰期(t1/2):约为 2.45小时。动力学响应迅速,降解速度快。
选择性特异性:高选择性靶向HuR。定量蛋白质组学证实其不会影响Hu蛋白家族的其他成员,脱靶风险低。
4. 结构生物学机制:三元复合物的“胶水”效应
为了阐明药物的作用机制,研究团队利用冷冻电镜(Cryo-EM)成功解析了 CRBN-dHuR-HuR 三元复合物的高分辨率结构。
三元复合物结构
dHuR分子并非单纯结合在HuR上,而是嵌在E3连接酶CRBN的口袋中,共同形成了全新的接触表面,从而“强行”将HuR招募过来。
关键特异性位点:结构显示,HuR蛋白上的 G58残基(甘氨酸58)是形成该三元复合物的决定性结构。
验证实验:当研究人员将HuR的G58残基进行突变后,三元复合物无法形成,HuR降解效应随即丧失,药物的抗肿瘤活性也彻底消失。这证实了药物的抗癌活性完全依赖于HuR的降解。
5. 靶向选择性:为什么BRAF突变肿瘤对其高度敏感?
通过分析全球癌症依赖性图谱(DepMap)数据库,研究团队发现:在所有癌症基因突变背景中,BRAF突变是预测细胞对HuR产生生存依赖性的最强指标之一。
在一组由13株结直肠癌细胞组成的群体测试中:
突变型极度敏感,所有6株携带BRAF突变的细胞株均对dHuR表现出极高的杀伤敏感性。
野生型天然耐药,BRAF野生型细胞即使HuR被成功降解,细胞生长也基本不受影响。
体内药效可验证,在小鼠异种移植瘤模型中,口服dHuR-2展现出优异的抑瘤效果(如Colo205模型),且动物耐受性良好。
6. 核心机制发现:HuR通过“可变剪接”间接调控BRAF表达
这是本研究最引人入胜的分子机制发现。研究发现,HuR降解后,BRAF的总mRNA水平并未显著下调,但RNA测序(RNA-seq)揭示了剧烈的可变剪接(Alternative Splicing)事件。
正常状态:HuR结合在BRAF前体mRNA内含子17的富含U序列(U-rich region)上,促使 exon 18(外显子18) 正常保留,翻译出完整的具有致癌活性的BRAF蛋白。
降解状态:当dHuR将HuR降解后,由于失去了该RNA结合蛋白的保护与引导,BRAF的 exon 18 发生了外显子跳跃(Exon Skipping)。
最终结果:这种新产生的剪接异构体(BRAF-X2)蛋白翻译效率大幅降低,且产生的残缺蛋白无法有效激活下游的ERK信号通路。
也就是说,该分子胶并不是直接去阻断BRAF蛋白的激酶活性,而是通过干预RNA剪接过程,在源头上“掐断”了突变型BRAF蛋白的产生。
7. 总结与展望
过去几年中,分子胶的设计开发多集中于转录因子、免疫降解靶点和部分激酶。RNA结合蛋白(RBP)因其结构天然缺乏深口袋,一直被奉为小分子药物研发的“禁区”。
本研究率先打破了这一僵局,不仅首次证明了利用分子胶高效降解RNA结合蛋白HuR的可行性,更阐明了“HuR-BRAF剪接调控轴”这一全新通路,为难治性BRAF突变型结直肠癌提供了不同于传统激酶抑制剂的新干预策略。
提示:目前该项研究成果仍处于细胞模型与小鼠体内实验的临床前阶段。后续走向临床,仍需通过严格的药代动力学(PK)、系统毒理学评价(安全性)以及人体临床试验的验证。这是一项展现出巨大技术跨越和临床潜力的策略突破。
论文引用:
Lu, Xiaocui, et al. "Molecular Glue Degraders of HuR Suppress BRAF-Mutant Colorectal Cancer." Nature, 2026, https://doi.org/10.1038/s41586-026-10613-5.