近日，天津医科大学总医院、天津市神经病学研究所康春生教授课题组在神经肿瘤学会（SNO）官方期刊Neuro-Oncology（影响因子16.4，中科院1区，JCR 1区）发表题为“PEAKS activation by PROTAC EPIC-0726 potentiates temozolomide in glioblastoma via K63/K48 ubiquitination-dependent ERK/AKT suppression and p21 stabilization”的研究文章。课题组成功研发了一种新型蛋白降解靶向嵌合体（Proteolysis Targeting Chimera，PROTAC），并通过激活PEAKS机制抑制胶质母细胞瘤（glioblastoma，GBM）增殖并增强其对替莫唑胺（temozolomide，TMZ）的敏感性[1]。
小凹是一种纳米级（60～80 nm）的杯状内陷的质膜，参与细胞内吞、胆固醇与脂质代谢以及信号转导等过程。聚合酶Ⅰ和转录释放因子（polymerase-1 and transcript release factor，PTRF/Cavin1）作为小凹的重要组成成分，对维持小凹结构与功能至关重要。
康春生教授课题组研究发现PTRF/Cavin1是胶质瘤恶性病理级别和外泌体的标志物，同时期表达水平与患者的生存时间呈负相关[2]。并解析了PTRF/Cavin1-caveolin-1跨膜复合体及互作关键氨基酸残基，证实PTRF/Cavin1同源三聚体与caveolin-1的结合参与调控GBM细胞外囊泡的生成、转运、分泌与摄取[3]。进一步地，证明了PTRF/Cavin1参与TMZ耐药，促进细胞外囊泡系统将TMZ以原药形式外排出细胞，此机制是GBM对TMZ原发性耐药的重要因素[4]。这些结果共同确立了PTRF/Cavin1作为GBM治疗新靶点的重要性。
基于上述发现，康春生教授课题组通过基于受体的虚拟筛选（receptor-based virtual screening，RBVS）优选出小分子抑制剂EPIC-1042。该化合物能够有效结合PTRF/Cavin1，阻断PTRF/Cavin1与caveolin-1的结合并抑制小细胞外囊泡（small EVs，sEVs）的外排，从而抑制TMZ以sEVs为载体的外流，增加细胞内TMZ的浓度。此外，EPIC-1042能够增加PARP1（poly ADP-ribose polymerase 1）上结合的p62，进而促进PARP1转位至自噬溶酶体中进行降解，从而抑制碱基切除修复（base excision repair，BER）途径和MGMT的PAR酰化（PARylation），最终达到增敏TMZ的作用[5]。
为进一步提升药物效能并基于EPIC-1042与PTRF/Cavin1结合的特性，康春生教授课题组在计算机辅助药物设计（computer-aided drug design，CADD）的支持下，选择Cullin 4 RING E3 ubiquitin ligase（CRL4CRBN）为E3连接酶，以来那度胺（lenalidomide）作为CRBN配体，EPIC-1042为PTRF/Cavin1配体，并在药明康德Linker分子库中选择合适的Linker，筛选出最优PROTAC分子，并将其命名为EPIC-0726。实验结果显示：EPIC-0726通过泛素-蛋白酶体系统靶向诱导PTRF/Cavin1降解，且此过程需要依赖三元复合物的形成。蛋白质组学分析揭示E3连接酶复合物的核心组分RBX1是EPIC-0726关键的下游靶点。EPIC-0726靶向降解PTRF/Cavin1会破坏RBX1的稳定性，进而抑制Lys63（K63）多聚泛素链介导的ERK1/2/AKT激活，并通过削弱Lys48（K48）泛素化依赖的蛋白酶体降解途径来稳定p21。在体内，EPIC-0726单药治疗可抑制GBM生长，并与替莫唑胺产生协同作用，其效果优于EPIC-1042。
该研究提出了一种通过PROTAC介导PTRF/Cavin1降解、进而激活PEAKS（proteolysis strategy-enhanced temozolomide efficacy by ERK1/2/AKT kinase suppression and p21 stabilization）机制的治疗新策略。该策略依托PTRF‑RBX1调控轴，同步抑制ERK1/2/AKT信号通路与稳定p21，从而显著增强TMZ疗效。且体内外实验证实EPIC-0726的疗效要优于EPIC-1042，尤其是在克服替莫唑胺耐药性方面，这为GBM提供了一种范式转换的治疗方法。研究成果支持进一步推动EPIC-0726作为单药或联合治疗方案的临床转化研究。
天津医科大学总医院博士研究生洪彪、苏东元和天津市神经病学研究所副研究员崔晓腾为该论文的第一作者，康春生教授为本文的通讯作者。该研究工作得到癌症、心脑血管、呼吸和代谢性疾病防治研究国家科技重大专项（四大慢病重大专项）（2024ZD0525300），天津市自然科学基金重点项目（24JCZDJC00180）和科技部常见多发病防治研究（揭榜挂帅项目）（2023YFC2510000）的支持。
文章链接：doi: 10.1093/neuonc/noaf253
参考文献：
通讯作者简介
康春生 教授
天津医科大学总医院
● 天津医科大学总医院神经病学研究所副所长、神经肿瘤实验室主任，教授、博士生导师
● 兼任中国医师协会脑胶质瘤专业委员会副主任委员，中国神经科学学会神经肿瘤分会副主任委员，中国抗癌学会脑胶质瘤专业委员会副主任委员
● 先后获得天津市特聘教授、天津市教委领军人才和天津市卫健委海河英才计划、入选人事部百千万人才工程第一二层次并被授予“中青年突贡专家”、国务院特殊津贴专家（2020），连续五年入选爱思唯尔高被引学者（2020-2024）
● 研究领域聚焦在胶质瘤代谢、新型小分子先导化合物研发与跨血脑屏障纳米递送系统开发
● 共发表通讯作者SCI论文150余篇，获国家科技进步二等奖1项、教育部科技进步一等奖1项、省部级科技进步一等奖4项，获得国家授权发明专利11项、美国授权发明专利1项，实现科技转化3项
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