USP7小分子抑制剂——抑癌蛋白新助手

转录因子 p53 蛋白是一种重要的抑癌蛋白，它能维持细胞的基因组稳定、防止基因突变，从而抑制肿瘤的发生。但在近50%的人类癌症细胞中，p53 蛋白会因基因突变、异常降解等各种原因无法履行职责。而鼠双微粒体 MDM2 是 p53 的主要负调控因子之一，可通过多条途径抑制 p53 活性，其与 p53 蛋白结合从而介导 p53 蛋白泛素化并降解，直接降低 p53 蛋白的稳定性和活性，帮助肿瘤逃避打击。泛素特异性蛋白酶7（USP7）能将 MDM2 去泛素化，使 p53 负调控蛋白 MDM2 在细胞内的水平增加，进而导致 p53 的细胞内水平下降。因此抑制 USP7 的活性，可降低细胞内 MDM2 的水平，进而升高 p53 的水平，从而发挥 p53 促细胞凋亡的作用。

研究动态

近期一项研究，发现了两个小分子化合物 FT671 和 FT827（图1），能够高亲和性、高特异性地作用于 USP7，进而提高 p53 蛋白水平，并且在小鼠模型中抑制肿瘤生长。本文通过泛素-罗丹明实验筛选了 FORMA Therapeutics 的50万个化合物，从中发现了可以直接结合 USP7 的苗头化合物，并进行结构修饰得到了非共价抑制剂 FT671 和共价抑制剂 FT827。FT671 和 FT827 在38种不同族的去泛素化酶（DUBs）中特异性抑制 USP7（图2）。这两个化合物在乳腺癌细胞 MCF7 中，可以浓度依赖性的抑制 USP7 的蛋白表达水平，且不对其他 DUBs 产生作用。

图1. FT671和FT827的分子结构式

图2. 用50μM浓度的FT671和FT827特异性筛选商业化的去泛素化酶效果（图片来源《Nature》）

在 HCT116 细胞和 U2OS 细胞中敲低 USP7 的表达可以增加 p53 蛋白的表达水平，并诱导下游的 p21 蛋白表达，进而导致肿瘤细胞生长停止和凋亡。当加入化合物 FT671时，细胞中 p53 蛋白水平增加，并且启动了 p53 相关基因的表达，如 CDKN1A、 BBC3、RPS27L 等，与敲低 USP7 产生相似的结果（图3）。

图3. USP7抑制剂FT671的抑癌生物功能学实验结果（图片来源《Nature》）

在多发性骨髓瘤细胞系 MM.1S 中，FT671 可以增加 MDM2 泛素化作用，提高 p53蛋白的稳定性和表达水平，并且抑制肿瘤细胞的增殖。体内实验表明，该化合物可以剂量依赖性的抑制非肥胖型糖尿病–严重联合免疫缺陷小鼠模型中异种移植 MM.1S 肿瘤的生长。此外，大剂量 FT671 给药并未发现小鼠体重减轻等不良反应，说明该化合物具有很好的安全性（图4）。

图4. USP7抑制剂FT671的体内抑癌实验结果（图片来源《Nature》）

M君有话说：

本研究的关键意义在于发现了一种通过作用于 USP7，进而抑制被认为无成药性的癌症相关蛋白 p53 的新方法。该文章报道的两个小分子抑制剂 FT671 和 FT827 可以通过抑制去泛素化酶 USP7 活性，来降低细胞内 MDM2 水平，进而升高 p53 水平，从而达到抑癌效果。

参考文献：

[1] Andrew P. Turnbull, et al. Molecular basis of USP7 inhibition by selective small-molecule inhibitors. Nature, 2017, 550, 481-486.

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