综述:靶向蛋白降解分子胶研究进展:聚焦NEK7、WEE1、CDK2、GSPT1与VAV1

时间:2026年1月25日
来源:Asian Journal of Pharmaceutical Sciences

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本综述系统梳理了分子胶(MG)降解剂这一新兴靶向蛋白降解(TPD)策略的最新进展。文章聚焦NEK7、WEE1、CDK2、GSPT1和VAV1五个关键靶点,深入探讨了其理性设计原理、相较于蛋白降解靶向嵌合体(PROTACs)的独特优势(如更优的类药性、无钩状效应),以及在癌症和炎症性疾病治疗中的广阔应用前景与当前挑战(如选择性实现和理性设计难题),为开发高效MG疗法提供了关键见解。

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分子胶降解剂:靶向蛋白降解的新兴策略
分子胶(MG)是一类能够诱导或稳定蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)的小分子降解剂。与传统的占据预定义结合口袋的抑制剂不同,MG通过改变靶蛋白或E3连接酶的表面特性,促进形成MG-E3连接酶-靶蛋白的三元复合物,从而通过泛素-蛋白酶体系统(UPS)实现靶蛋白的特异性降解。这一独特机制使MG能够靶向传统认为“不可成药”的蛋白,为疾病治疗开辟了新途径。
MG与PROTACs的比较优势
与蛋白降解靶向嵌合体(PROTACs)相比,MG通常具有更低的分子量,更符合类药五规则(Lipinski's rule of five),因而在溶解性、渗透性等理化性质和药代动力学方面往往更具优势。PROTACs分子较大,可能导致较差的药代动力学特性。此外,MG介导的三元复合物形成通常表现出协同结合,避免了PROTACs在高浓度下可能出现的“钩状效应”(hook effect)。
Cereblon:关键的E3连接酶受体
Cereblon(CRBN)是CUL4-RBX1-DDB1-CRBN(CRL4CRBN)E3泛素连接酶复合物的关键底物受体。含有戊二酰亚胺结构的MG(如沙利度胺衍生物)是CRBN的重要配体。这些配体与CRBN结合后,诱导其构象变化,从而能够招募并降解新的底物蛋白(即“新底物”)。对CRBN配体(如邻苯二甲酰亚胺、异吲哚啉酮核心)进行化学修饰,是扩展CRBN MG靶标谱系的常用策略。
靶向NEK7的MG开发策略
NEK7是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,在调节有丝分裂纺锤体形成和NLRP3炎症小体激活中发挥关键作用。传统的NEK7抑制剂仅能抑制其激酶活性,而无法消除其支架功能,且难以区分高度同源的NEK6。MG降解剂(如LC-04-045、NK7-902)则能完全消除NEK7的催化活性和支架功能,并展现出极高的选择性。LC-04-045在MOLT-4细胞中降解NEK7的半数降解浓度(DC50)低至7 nM,最大降解率(Dmax)达90%。NK7-902的DC50更是达到0.2 nM,且对NEK6无影响。其选择性源于NEK7特有的β-发夹结构域与CRBN的相互作用。在炎症模型中,这些MG能有效抑制IL-1β和IL-18等下游炎症因子的释放,展现了治疗慢性炎症性疾病的潜力。
靶向WEE1和CDK2以调控细胞周期
WEE1和CDK2是细胞周期调控网络中的关键激酶。WEE1通过抑制CDK1活性来阻止DNA损伤的细胞进入有丝分裂(G2/M检查点),而CDK2与细胞周期蛋白E(cyclin E)或A结合,驱动G1/S期转换和S期进程。WEE1抑制剂AZD1775在临床应用中因脱靶抑制PLK1而产生副作用。而WEE1 MG降解剂(如化合物10)则能通过CRBN依赖性机制特异性降解WEE1(DC50< 2 nM),且不显示钩状效应。结构分析表明,WEE1的G环(Gly322)是MG结合的核心位点。
对于CDK2,长期使用其抑制剂可能导致通过负反馈环上调CCNE1而产生耐药。CDK2 MG降解剂不仅能降解CDK2蛋白,破坏其酶活性和非酶功能,还能避免CCNE1上调和p-Rb反弹,显示出克服耐药性的潜力。相较于PROTACs,MG在类药性和选择性方面可能更具优势。
靶向GSPT1的MG
GSPT1(也称为eRF3a)在翻译终止和mRNA质量监控中起核心作用。降解GSPT1会导致截短蛋白积累和细胞应激,从而抑制肿瘤细胞增殖。CC-885是早期发现的强效GSPT1降解剂,但因对IKZF1/3和CK1α的脱靶效应及对正常细胞毒性较大而开发受阻。其结构优化产物CC-90009在保留抗急性髓系白血病(AML)活性的同时,提高了对GSPT1降解的选择性和安全性。此外,还出现了双功能降解剂(如可同时降解BTK和GSPT1的CML-260,可同时降解BRD4和GSPT1的DP-15)和抗体-降解剂偶联物(ADeC,如靶向HER2的ORM-5029),后者通过抗体靶向递送,有望显著降低脱靶毒性,拓宽治疗窗。
靶向VAV1的MG
VAV1是一种在造血细胞中表达的鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEF)和支架蛋白,在T细胞受体(TCR)和B细胞受体(BCR)信号传导、细胞骨架重组和炎症反应中至关重要。VAV1靶向MG(如化合物16-19)能有效降解VAV1(DC50为4.4-7 nM),从而全面抑制其GEF活性和支架功能,在关节炎和结肠炎模型中显示出良好的抗炎效果。由于VAV1主要在免疫细胞中表达,其MG可能具有更好的组织特异性,为治疗自身免疫和慢性炎症性疾病提供了新策略。
挑战与展望
尽管MG前景广阔,但其发现仍主要依赖大规模筛选(如DEL、HTS),理性设计面临挑战。当前MG结构多基于沙利度胺衍生物,存在易外消旋化、溶解性差等问题。未来研究方向包括开发非沙利度胺类新型支架、拓展除CRBN外的其他E3连接酶(如DCAF15、RNF114)的应用、利用冷冻电镜(cryo-EM)等先进技术解析三元复合物结构以指导理性设计。随着技术的进步,MG有望从偶然发现转变为精准的治疗工具,为众多疾病患者带来新希望。

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