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近日，中国药科大学钱海团队在国际权威药物化学期刊《Journal of Medicinal Chemistry》上发表了一篇题为“针对携带KRAS G12D突变的胰腺导管腺癌的新型SHP2自噬靶向降解剂的发现”的研究论文。该研究聚焦于胰腺导管腺癌（PDAC）中携带KRAS G12D突变的肿瘤细胞，通过设计新型的SHP2自噬靶向降解剂（ATTEC），成功实现了对SHP2蛋白的高效降解，并显著抑制了肿瘤的生长和转移。这一成果不仅为靶向SHP2的药物研发提供了新的策略，也为胰腺癌的精准治疗带来了新的策略。一分钟速览研究背景胰腺导管腺癌（PDAC）是一种预后极差的恶性肿瘤，其发病率和死亡率均居高不下。KRAS基因突变是PDAC中最常见的驱动因素之一，尤其是KRAS G12D突变，它导致KRAS蛋白持续激活，进而促进肿瘤的发生和发展。然而，针对KRAS G12D突变的直接抑制剂研发面临诸多挑战。SHP2是一种重要的信号转导蛋白，它在KRAS驱动的肿瘤中发挥关键作用，通过调节KRAS的活性来促进肿瘤进展。因此，靶向SHP2成为一种潜在的治疗策略。重点内容在这项研究中，钱海团队基于自噬-溶酶体途径（ALP）设计了一系列新型的SHP2 ATTEC降解剂。这些降解剂通过招募自噬相关蛋白LC3，促进SHP2与LC3的结合，进而诱导SHP2的溶酶体降解。研究发现，其中一种优化的降解剂11n能够显著增强SHP2与LC3之间的相互作用，并在体外和体内实验中展现出对KRAS G12D突变癌细胞的高效抑制作用。11n不仅能够诱导肿瘤细胞凋亡，还能显著抑制肿瘤细胞的侵袭和转移能力，其抗肿瘤效果在小鼠模型中得到了进一步验证。研究总结该研究的创新之处在于利用自噬机制来降解SHP2蛋白，为胰腺癌的治疗提供了一种全新的思路。通过靶向SHP2这一关键信号分子，研究团队成功开发出了一种具有高效降解能力和抗肿瘤活性的新型降解剂。这一成果不仅丰富了自噬靶向降解剂的研究领域，也为未来胰腺癌的精准治疗提供了有力的候选药物。图片来源：ACS详细阅读01Background研究背景胰腺导管腺癌（PDAC）是一种起源于胰腺的致命恶性肿瘤，占所有胰腺癌的约90%，其发病率在过去几十年中不断增加。PDAC早期症状隐匿，约80%的患者在确诊时已处于晚期，且胰腺组织的复杂位置使得手术干预效果有限。目前，吉西他滨为基础的联合疗法仍是主要治疗选择，但分子靶向药物如厄洛替尼、奥拉帕尼和拉罗替尼等相较于化疗并无显著优势。KRAS基因突变是PDAC中最常见的驱动因素，尤其是KRAS G12D亚型，其突变导致KRAS蛋白无法从GTP活性形式转变为GDP非活性形式，从而持续激活并促进肿瘤发生。尽管Mirati Therapeutics开发的KRAS G12D选择性抑制剂MRTX1133显示出潜力，但其存在内在和获得性耐药、单药疗效有限和口服生物利用度低等问题，因此迫切需要开发针对KRAS G12D突变PDAC的安全有效的新疗法。SHP2是一种由PTPN11基因编码的蛋白酪氨酸磷酸酶，其在KRAS驱动的癌症中作为鸟苷酸交换因子（GEF）介导KRAS-GDP与KRAS-GTP之间的转换，并增强GRB2-SOS1与KRAS的结合以激活KRAS。此外，SHP2还被证明可以延缓肿瘤进展并提高癌症免疫治疗的疗效。然而，由于SHP2的药理学抑制存在诸多挑战，目前尚未有高效且特异性的SHP2抑制剂。近年来，靶向蛋白质降解（TPD）技术为创新药物研发开辟了新途径，其中蛋白降解靶向嵌合体（PROTACs）是主要的TPD技术。与之相比，自噬-溶酶体途径（ALP）是另一种细胞降解机制，主要负责清除大分子蛋白、蛋白聚集体、细胞器和细胞外蛋白。2019年，Lu团队首次提出了基于自噬体标记物LC3的自噬体靶向化合物（ATTEC）策略。本研究中，作者基于SHP-099（一种SHP2的变构抑制剂）和LC3配体AN2，设计了一系列新型的SHP2 ATTEC降解剂，旨在通过自噬机制实现SHP2的降解，为KRAS G12D突变PDAC提供新的治疗策略。图片来源：ACS02Drug Design药物设计与评价①药物设计作者首先基于TCGA和GTEx数据库分析了胰腺腺癌与非匹配正常组织之间SHP2和LC3B基因表达的显著差异，并通过Western blotting验证了SHP2和LC3B在PANC-1和AsPC-1癌细胞中的高表达，表明利用自噬途径实现SHP2的高效降解是合理的策略。随后，作者设计了一系列基于自噬的SHP2靶向自噬体靶向化合物（ATTECs），这些化合物包含SHP2配体、柔性连接链和LC3配体，旨在通过招募SHP2和LC3来触发自噬体融合和溶酶体介导的降解。为了探索AN2结构修饰的合理性及其被自噬体吞噬的能力，作者合成了一个带有FITC荧光探针的LC3识别探针（AN2-FITC），并通过细胞热位移分析（CETSA）和共聚焦显微镜成像验证了其与LC3B的结合能力和进入自噬体的能力。基于SHP-099（一种SHP2变构抑制剂）的结构，作者进一步设计并合成了一系列SHP2靶向ATTEC降解剂，并通过细胞实验评估了这些降解剂对SHP2蛋白降解的效率，发现随着连接链长度的增加，降解效率逐渐提高，其中某些化合物展现出较好的降解活性。图片来源：ACS②降解活性构效探究作者详细评估了一系列新型SHP2靶向自噬体靶向化合物（ATTEC）降解剂的降解效率和抗增殖活性。研究发现，这些降解剂在PANC-1细胞（携带KRAS G12D突变）中能够有效触发SHP2蛋白的降解，且随着连接链长度的增加，降解效率逐渐提高。特别是当连接链长度为五到七个碳原子时，降解效率显著提升，其中化合物11h在10.0 μM浓度下展现出最高的降解率（70.59%）。此外，基于聚乙二醇（PEG）连接链的降解剂（如11k和11l）也表现出良好的降解潜力，其降解效率是四碳连接链化合物11e的两倍以上。为了进一步优化降解剂的结构，作者还对SHP2抑制剂的二氯苯基部分进行了替换，发现含有苯并呋喃基、噻吩基和三氟甲基苯基的降解剂（如11n和11o）具有与11l相当的降解效率，显示出良好的降解活性和选择性。在抗增殖活性方面，这些高效降解SHP2的化合物在体外对多种胰腺导管腺癌（PDAC）细胞系（包括携带KRAS G12D突变的PANC-1和AsPC-1细胞，以及野生型KRAS的BxPC-3和4T1细胞）表现出显著的抑制效果。特别是化合物11h、11k、11l、11n和11o在PANC-1和AsPC-1细胞中的抑制活性显著优于SHP2抑制剂SHP-099，其半数抑制浓度（IC50）值远低于SHP-099。此外，这些降解剂对正常细胞HEK-293T的毒性较低，表明其具有较好的选择性。综合来看，这些结果表明，基于自噬机制的SHP2降解剂在抑制KRAS G12D突变的PDAC细胞增殖方面具有显著的潜力，且通过合理设计连接链和替换基团可以进一步优化其降解效率和抗肿瘤活性。图片来源：ACS03In vitro In Vivo体内外评价①化合物11n与SHP2和自噬相关蛋白LC3之间的相互作用及其诱导SHP2有效降解的机制研究发现，11n能够以剂量依赖的方式显著降低胰腺腺癌细胞中SHP2蛋白的水平，其在PANC-1和AsPC-1细胞中的半数降解浓度（DC50）分别为0.14 μM和0.10 μM。通过预处理自噬抑制剂（如Bafilomycin A1、Chloroquine和NH4Cl），可以成功逆转11n诱导的SHP2降解，表明11n诱导的SHP2降解依赖于自噬和SHP2蛋白本身。此外，CETSA实验显示，11n能够显著稳定SHP2蛋白，使其在较高温度下不易变性，表明11n与SHP2具有较强的结合能力。Co-IP实验进一步证实了11n能够促进SHP2与LC3之间形成三元复合物。通过分子对接模拟，作者发现11n能够与SHP2的关键活性口袋结合，其氨基与SHP2的Glu 250形成氢键，而其末端的自噬基序则有助于与LC3蛋白的识别。定量蛋白质组学分析也表明，11n处理后SHP2蛋白水平显著下降，进一步验证了11n通过促进SHP2与LC3的相互作用，有效诱导了SHP2的自噬降解。图片来源：ACS②化合物11n对KRAS G12D突变胰腺导管腺癌（PDAC）细胞中KRAS活性状态的影响研究发现，11n能够选择性地降低KRAS G12D突变细胞中磷酸化ErK1/2的表达水平，而对野生型KRAS细胞中的磷酸化ErK1/2没有显著影响。磷酸化ErK1/2是KRAS下游信号通路的关键蛋白，其活性与KRAS的活性状态密切相关。此外，11n还显著降低了c-Myc的表达，c-Myc是一种与KRAS信号通路相关的转录因子，其在PDAC中通常高表达并与肿瘤的增殖和存活相关。这些结果表明，11n通过抑制KRAS信号通路的活性，选择性地将KRAS G12D突变的PDAC细胞推向失活状态，从而发挥其抗肿瘤作用。这一发现进一步证实了11n作为一种潜在的靶向治疗药物，能够特异性地影响KRAS G12D突变细胞的信号传导，为胰腺癌的精准治疗提供了新的策略。图片来源：ACS③化合物11n对PANC-1和AsPC-1细胞凋亡的影响实验结果显示，11n能够显著促进这两种细胞进入早期和晚期凋亡阶段，并且这种效果是剂量依赖的。在1.0 μM的浓度下，经过24小时处理后，PANC-1和AsPC-1细胞的总凋亡率分别达到了29.5%和31.3%。此外，Hoechst 33258染色实验观察到，11n处理后的细胞核呈现出明显的浓缩和染色增强现象，这进一步证实了细胞凋亡的发生。为了深入了解11n诱导凋亡的分子机制，作者通过Western blot实验检测了凋亡相关蛋白的表达变化。结果表明，11n显著上调了促凋亡蛋白cleaved caspase-3和Bax的表达，同时下调了抗凋亡蛋白Bcl-2和caspase-3的表达水平。这些变化表明11n能够激活细胞内的凋亡信号通路，从而有效地诱导PANC-1和AsPC-1细胞的凋亡。这一发现不仅揭示了11n的细胞毒性作用机制，还为其作为潜在的抗肿瘤药物提供了重要的实验依据。图片来源：ACS④化合物11n对PANC-1和AsPC-1细胞侵袭和转移能力的影响实验结果表明，11n能够显著抑制这两种细胞的侵袭能力，并且这种抑制作用是浓度依赖的。通过Transwell实验，作者观察到11n处理后的细胞侵袭能力明显降低。此外，在分子水平上，11n能够显著上调E-钙黏蛋白（E-cadherin）的表达，同时显著下调N-钙黏蛋白（N-cadherin）和波形蛋白（vimentin）的表达。这些蛋白是上皮-间质转化（EMT）的关键标志物，其表达变化与肿瘤细胞的侵袭和转移能力密切相关。免疫荧光实验进一步验证了11n处理后细胞中vimentin表达的下调。这些结果表明，11n通过调节EMT相关蛋白的表达，显著抑制了PANC-1和AsPC-1细胞的侵袭和转移能力，从而在体外实验中展现出良好的抗肿瘤转移潜力。图片来源：ACS⑤化合物11n在体内模型中对肿瘤生长的抑制作用研究中使用了PANC-1细胞建立的皮下异种移植瘤模型，通过给药实验评估了11n的抗肿瘤效果。实验结果显示，11n能够显著抑制肿瘤的生长，且这种抑制作用具有剂量依赖性。具体来说，11n以15 mg/kg和30 mg/kg的剂量给药时，肿瘤体积显著减小，其中30 mg/kg剂量组的肿瘤抑制率达到了75.16%。此外，11n在体内表现出良好的药代动力学特性，具有较长的半衰期（T1/2 = 1.19小时）和较高的血浆暴露量（AUC = 4158.65 ng·h/mL），能够有效维持药物浓度，从而发挥抗肿瘤作用。在实验过程中，11n的给药并未引起小鼠体重的显著变化，表明其具有较好的耐受性。组织学检查显示，11n处理的小鼠主要器官（如心、肝、脾、肺和肾）未出现明显的病理损伤，进一步证实了其在体内的安全性。此外，免疫组化分析显示，11n能够显著降低肿瘤组织中Ki-67和SHP2的表达水平，同时减少肿瘤细胞的侵袭能力。这些结果表明，化合物11n在体内模型中不仅能够有效抑制肿瘤生长，还具有良好的安全性和耐受性，为后续的药物开发和临床应用提供了有力的实验支持。图片来源：ACS总结KRAS G12D突变是胰腺导管腺癌（PDAC）的关键驱动因素之一，而SHP2作为一种重要的信号转导蛋白，被认为是治疗KRAS G12D突变PDAC的潜在靶点。然而，开发高效且特异性的SHP2抑制剂一直面临挑战。本研究基于自噬体靶向化合物（ATTEC）策略，设计并合成了一系列新型的SHP2降解剂。其中，化合物11n表现出显著的SHP2降解能力和抗肿瘤活性。研究结果表明，11n能够通过增强SHP2与自噬相关蛋白LC3之间的相互作用，有效诱导SHP2的溶酶体降解。在体外实验中，11n显著抑制了KRAS G12D突变癌细胞的增殖、侵袭和转移能力，并诱导细胞凋亡。在体内实验中，11n显著抑制了PDAC肿瘤的生长，且未引起明显的毒副作用。这些发现不仅证明了基于自噬机制的SHP2降解剂在治疗KRAS G12D突变PDAC中的潜力，还为开发新型抗肿瘤药物提供了重要的理论和实验依据。参考来源：https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.4c02682声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

在日常生活中，塑料制品随处可见，从外卖餐盒到快递包装，从购物袋到一次性餐具。但你或许不知道，这些塑料制品在环境中逐渐分解，会产生微小的塑料颗粒——微塑料（MPs）。它们广泛存在于空气、水、土壤，甚至我们的食物中，对人类健康构成潜在威胁。Ecotoxicol Environ Saf上的一项研究Polystyrene microplastics induce nephrotoxicity through DDIT4-mediated autophagy and apoptosis就聚焦于微塑料对肾脏的影响，揭示了令人担忧的真相。微塑料是直径小于5毫米的塑料碎片，化学性质稳定，可通过食物链进入生物体内，甚至穿越生物屏障，在人体血液、胎盘和粪便中都能发现其踪迹。其中，聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）因在包装材料和一次性产品中广泛应用，备受关注。肾脏作为重要的排泄器官，血流量大、过滤功能强，是微塑料暴露的主要靶器官之一。以往研究虽表明PS-MPs会对肾脏造成损伤，但具体机制尚不明确，且传统研究模型无法完全模拟人类肾脏的复杂结构和功能。此次研究中，科研人员利用人类多能干细胞（hiPSCs）衍生的3D肾脏类器官模型和肾单位祖细胞（NPCs），探究1 μm聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）对肾脏发育和功能的毒性影响，重点研究相关分子通路。研究人员先对PS-MPs的形态和粒径分布进行表征，确认其为均匀球形、表面光滑，平均直径约1μm，适合后续实验。接着，将肾脏类器官暴露于不同浓度（1.25 – 10 μg/mL）的PS-MPs中24小时。图 1. 聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）的表征结果令人担忧。Imaris 3D建模显示，PS-MPs能进入肾脏类器官细胞内。而且，类器官大小随PS-MPs浓度增加而减小，肾单位特异性标记物受到干扰，近端小管（LTL）和远端小管（CDH1）信号减弱，足细胞（PODXL）表达升高。细胞活力检测发现，2.5 μg/mL PS-MPs处理24小时后，细胞存活率为80%，该浓度因此被选用于后续实验。RNA测序结果表明，PS-MPs处理后，共检测到761个差异表达基因，其中269个上调，492个下调。KEGG通路分析显示，与人类疾病、细胞过程和环境信息处理相关的通路显著富集，尤其是自噬和凋亡通路。GO分析发现，参与氧化应激、DNA损伤、缺氧等应激反应的基因也明显富集。这意味着PS-MPs可能通过激活这些通路引发肾毒性。图 2. 聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）在肾脏类器官中的内化及肾毒性进一步研究发现，PS-MPs确实诱导了肾脏自噬。TEM分析观察到PS-MP处理的肾脏类器官中存在自噬溶酶体，基因和蛋白质表达分析也证实，自噬相关基因（LC3、ULK1、ATG3）上调，p62下调，LC3-II/LC3-I比值升高。图 3. 聚苯乙烯微塑料（PS-MP）暴露后的RNA测序转录组分析研究还证实，DNA损伤诱导转录4（DDIT4）在PS-MP诱导的自噬中起关键作用。敲低DDIT4后，LC3-II水平降低，p62表达恢复，自噬体形成减少，mTOR活性恢复。这表明DDIT4通过抑制mTOR通路介导PS-MP诱导的自噬。除自噬外，PS-MPs还诱导了NPCs凋亡。TEM分析显示，PS-MP处理的细胞出现染色质浓缩等凋亡特征。RT-qPCR和Western blot分析表明，促凋亡标记物（BAX、CAS3、CAS9）上调，抗凋亡标记物BCL2下调。敲低DDIT4后，cleaved caspase-3和PARP水平显著降低，证实DDIT4是PS-MPs诱导NPCs凋亡的关键调节因子。图 4. 肾脏中DDIT4诱导自噬和凋亡的机制图这项研究揭示，聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）通过上调DDIT4，抑制mTOR通路，诱导肾单位祖细胞（NPCs）自噬和凋亡，进而损害人类肾脏发育。这一发现为微塑料诱导的肾毒性分子机制提供了新见解。虽然日常生活中我们难以完全避免接触微塑料，但了解其危害后，我们可以尽量减少一次性塑料制品的使用，做好垃圾分类，降低微塑料污染风险。未来，希望有更多研究关注微塑料对人体健康的影响，让我们能更好地保护自己和家人的健康。参考文献：Wang Y, Zhang A, Liang T, et al. Polystyrene microplastics induce nephrotoxicity through DDIT4-mediated autophagy and apoptosis. Ecotoxicol Environ Saf. Published online March 22, 2025. doi:10.1016/j.ecoenv.2025.118066本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！点击下方「阅读原文」，前往生物谷官网查询更多生物相关资讯~

撰文丨王聪编辑丨王多鱼排版丨水成文重度抑郁症是最具致残性的精神疾病之一，全球终生患病率为 10.6%。压力（Stress）是导致抑郁的一个重要风险因素，并且在日常生活中普遍存在。短期内适度的压力对生存有益，而长期处于压力之下则会扰乱情绪平衡，进而导致抑郁。然而，大脑如何动态应对压力仍是个谜。了解特定神经回路中与压力相关的动态细胞机制对于开发更有效的抗抑郁疗法至关重要。蛋白质通过降解和合成的蛋白质周转过程能够对神经元的稳态进行精细调控。在控制蛋白质周转的各种机制中，自噬（主要是巨自噬）在近几十年来受到了越来越多的关注。自噬是一种主要的分解代谢的逐步过程，通过该过程，细胞内的蛋白质被包裹在自噬体中，随后被运输到溶酶体进行降解。值得注意的是，尽管自噬相关基因在神经系统中广泛表达，但大脑自噬的生理功能仍是一个悬而未决的问题。迄今为止，大多数研究都集中在其在神经疾病中的作用上，这给探索其在与压力相关的精神疾病中的作用留下了巨大的机会。通过特异性靶向突触成分的降解，大脑自噬被认为能够调控突触功能以及多种相关的生理和病理功能，包括学习和记忆以及精神疾病。然而，关于大脑自噬在压力期间如何调节情绪的确切机制和神经回路，目前仍所知甚少。2025 年 4 月 9 日，浙江大学崔一卉研究员团队与张翔南教授团队合作，在国际顶尖学术期刊 Nature 发表了题为：Stress dynamically modulates neuronal autophagy to gate depression onset 的研究论文。该研究表明，慢性压力通过抑制外侧缰核（Lateral Habenula，LHb）的神经元自噬以驱动抑郁症的发生，而通过自噬增强剂逆转这一过程为开发新的快速且持久的抗抑郁策略提供了令人振奋的可能性。慢性压力（Chronic stress）会重塑大脑的稳态，其中持续的变化会导致抑郁症。作为大脑稳态的关键调控因子，大脑自噬是否以及如何参与压力动态，目前仍不清楚。抑郁症患者血液或脑部样本中自噬相关信号（例如 mTOR、p62、LC3、Atg7、Beclin-1）受损，这表明自噬功能障碍在抑郁症中的临床相关性已得到证实。相反，自噬信号在使用抗抑郁药物治疗的抑郁症患者中升高。然而，抗抑郁药物在大脑中调节自噬的确切靶点仍不清楚。大脑中的外侧缰核（Lateral Habenula，LHb）是压力最易影响的区域之一，它会因多种压力源而被广泛激活，因此其突触蛋白的周转率很高。特别是，慢性压力会增强兴奋性输入，改变多种突触蛋白的表达，并破坏 LHb 的神经元稳态。在这项最新研究中，研究团队发现，外侧缰核（Lateral Habenula，LHb）自噬对于情绪稳态至关重要，其通过抵消压力所导致的突触蛋白过度上调来实现。该研究还发现了 LHb 自噬在应对压力方面具有因果作用。具体来说，该研究发现，急性压力会激活 LHb 自噬，而慢性压力会抑制 LHb 自噬。不同抗抑郁药物的全身给药能够恢复 LHb 自噬，这表明 LHb 自噬是抗抑郁药物的一个共同作用靶点。该研究还发现，在基因水平消除 LHb 神经元自噬会促进压力易感性，而增强 LHb 自噬则会产生快速抗抑郁样效果。LHb 自噬通过按需降解谷氨酸受体来控制神经元兴奋性、突触传递和可塑性。总的来说，这项研究显示了 LHb 自噬在维持对抗压力的情绪稳态方面具有因果作用。对慢性压力的适应不良会扰乱LHb 自噬，而通过自噬增强剂逆转这一过程为开发新的快速且持久的抗抑郁策略提供了令人振奋的可能性。Nature 期刊同期发表了题为：Chronic stress drives depression by disrupting cellular housekeeping 的“新闻与观点”文章，文章指出，在慢性压力下，大脑自噬受损，而增强其自噬，有望恢复正常的神经元活动并治疗抑郁症。参考链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08807-4https://www.nature.com/articles/d41586-025-00910-w设置星标，不错过精彩推文开放转载欢迎转发到朋友圈和微信群 微信加群 为促进前沿研究的传播和交流，我们组建了多个专业交流群，长按下方二维码，即可添加小编微信进群，由于申请人数较多，添加微信时请备注：学校/专业/姓名，如果是PI/教授，还请注明。点在看，传递你的品味