新型抑制剂！中山大学尹军强教授团队：肿瘤治疗有前景的药物

【导读】LACTB在几种肿瘤中被认为是肿瘤抑制因子。然而，初步研究表明，在骨肉瘤中，LACTB过表达，预示预后不良。

9月26日，中山大学尹军强教授研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文，题为“SNPs Give LACTB Oncogene-Like Functions and Prompt Tumor Progression via Dual-Regulating p53”，本研究中，研究人员发现92.31%的骨肉瘤患者同时存在两种错义突变(rs34317102和rs2729835)，并导致LACTB蛋白M5L和R469K双突变，提示骨肉瘤可能改变了LACTB蛋白的生物学功能。此外，LACTBM5L+R469K过表达可促进不同肿瘤的恶性进展，这表明M5L和R469K突变赋予了LACTB癌基因样功能。从机制上看，LACTBM5L+R469K不仅通过增强PSMB7的催化活性来降低野生型p53，而且还可以保护p53R156P蛋白免受溶酶体降解，这表明LACTBM5L+R469K是wt-p53和突变型p53的双重调控因子，并具有癌基因样功能。这些发现表明，M5L和R469K双突变可以降低野生型LACTB的抑瘤能力，并为LACTB提供癌基因样功能。抑制LACTBM5L+R469K可抑制携带野生型或突变型p53的骨肉瘤的进展。克拉维酸钾是一种靶向LACTBM5L+R469K-p53通路治疗骨肉瘤的有前景的药物。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202405907

背景知识

01

LACTB是一种哺乳动物蛋白，其结构域序列与青霉素结合蛋白和β-内酰胺酶相似。最近的一项研究表明，在乳腺癌中，LACTB作为肿瘤抑制因子，参与调节脂质代谢。此后，更多学者对LACTB蛋白进行了探索，报道其在乳腺癌、肝细胞癌、结直肠癌、胶质母细胞瘤等多种肿瘤中发挥抑瘤作用。然而，有研究人员报道了LACTB在鼻咽癌组织中高表达，并通过激活ERBB3/EGFR-ERK通路促进转移。在初步研究中，研究人员也发现了LACTB是一个超级增强子相关基因，并意外地揭示了高水平的LACTB预示着骨肉瘤(OS)的预后不良。这些研究表明，尽管其在肿瘤中相反作用的机制尚不清楚，但LACTB既可以作为致癌基因，也可以作为肿瘤抑制基因。

先前的研究表明，错义突变可以改变蛋白质的特性;例如，IDH1/2突变被确定为脑肿瘤的早期遗传事件，KRAS突变与肿瘤发生和患者生存不良显著相关。单核苷酸多态性(snp)传统上被认为是无害的突变。然而，一些研究表明，诱导错译突变或位于特殊编码区的snp可增加疾病发病率或提示预后不良。最近的研究也表明，在LACTB中的R469K突变(rs2729835)是一种自然发生的，但致病的突变。例如，R469K突变的LACTB在MCF7-RAS和HMLER癌细胞中无法激活PISD通路，失去其抑瘤功能。这些发现提醒我们，snp可能改变了LACTB的功能，需要进一步研究其未发现的作用和机制。

克拉维酸钾通过结合和阻断LACTBM5L+R469K抑制骨肉瘤

02

由于该蛋白具有与细菌β-内酰胺酶相似的氨基酸序列，它可能具有与细菌β-内酰胺酶相似的三级结构。因此，研究人员通过虚拟筛选平台研究细菌β-内酰胺酶抑制剂与LACTBM5L+R469K蛋白结合的可能性。结果表明，克拉维酸钾(CLA)能以较低的结合能与LACTBM5L+R469K结合。由于蛋白质的热稳定性可以通过与小分子结合而改变。研究人员进一步应用细胞热移测定(CETSA)发现，1.5 mM CLA处理后，LACTBM5L+R469K蛋白的热稳定性提高，其熔化曲线向右移动，且在48℃时差异最显著。进一步研究发现，经过1.5 mM CLA处理后，PSMB7蛋白的热稳定性显著下降，在69℃时差异最显著。研究人员证实了这些结果，发现在1.5 mM CLA处理后，LACTBM5L+R469K与PSMB7的结合被部分破坏。此外，研究人员用不同浓度的CLA处理对照和LACTBM5L+R469K敲低组细胞，检测到CLA在敲低LACTBM5L+R469K后并没有进一步增加wt-p53蛋白水平。这些结果表明，LACTBM5L+R469K蛋白是CLA的靶点，CLA可以破坏LACTBM5L+R469K与PSMB7蛋白的相互作用。

克拉维酸钾通过抑制体内和体外的LACTBM5L+R469K抑制肿瘤生长

为了研究CLA是否能抑制LACTBM5L+R469K通过PSMB7调控wt-p53的过程，研究人员检测了蛋白酶体亚基活性，发现CLA在处理48 h后也能显著降低PSMB7的催化活性。此外，CLA可以增加U2-OS和SJSA-1细胞的wt-p53蛋白水平，并呈剂量依赖性。另外，用CLA处理HOS细胞后，研究人员观察到p53R156P蛋白水平明显下降，这一结果与敲除LACTBM5L+R469K后的结果相似。这些结果表明，CLA可以通过阻断LACTBM5L+R469K，上调wt-p53，下调p53R156P蛋白水平。

研究人员用CLA处理OS细胞，发现CLA在毫摩尔浓度下抑制U2-OS、SJSA-1和HOS细胞，IC50分别为≈4.12、3.586和5.85 mM。研究人员还通过划痕实验观察到CLA抑制了U2-OS、SJSA-1和HOS细胞的迁移。此外，研究人员确定CLA和顺铂(CIS)在体外可能具有加性效应。然后，研究人员将SJSA-1细胞注射到裸鼠胫骨，然后用0.9% NaCl、CLA、CIS或CIS+CLA处理裸鼠，建立OS动物模型。研究显示，CIS+CLA组肿瘤体积明显小于0.9% NaCl、CLA和CIS组。上述结果表明，CLA不仅可以通过阻断LACTBM5L+R469K抑制OS小鼠模型的OS进展，还可以增强顺铂的抗肿瘤作用，且副作用小。

研究小结

03

总的来说，本研究结果首先表明M5L和R469K双突变减弱了wt-LACTB的肿瘤抑制作用，并赋予了LACTB蛋白癌基因样功能。LACTBM5L+R469K是p53蛋白的双调控因子，抑制LACTBM5L+R469K可使携带wt-p53或突变p53的OS患者受益。值得注意的是，研究人员发现CLA是一种潜在的LACTBM5L+R469K抑制剂，可用于治疗OS。

【参考资料】

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202405907

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