Adv Sci｜破局JAK2突变白血病耐药困境：发现新靶点DESI2并开发高效降解新药

针对JAK2-V617F突变型白血病，现有靶向治疗正陷入“疗效短暂”与“耐药加剧”的双重困局。一方面，传统JAK抑制剂无法精准区分突变与野生型蛋白，在抑制肿瘤的同时也“误伤”正常JAK2功能，导致血小板减少等严重副作用，治疗窗口狭窄；另一方面，长期用药后，肿瘤细胞极易通过异常磷酸化、异源二聚化等机制逃避药物抑制，不仅导致疾病复发，还可能快速进展为继发性急性髓系白血病（sAML），患者五年生存率甚至低于10%。

传统药物“只抑不除”的局限，呼唤着新一代疗法的出现——我们亟需一种能够精准识别突变蛋白、并从细胞层面彻底“清除”致癌靶点的治疗策略，以突破耐药瓶颈，实现持续缓解。

近日，同济大学杨静团队，联合武汉大学蒋白山团队、同济大学附属同济医院梁爱斌团队及山东大学赵保兵团队，通过多学科协作在Advanced Science杂志发表了题为

Targeting DESI2 as a Novel Therapeutic Strategy for JAK2-Mutant Leukemias

为了寻找能特异性调控突变型JAK2的蛋白，研究团队采用了免疫共沉淀联合质谱（Co-IP/MS）的策略。他们分别以表达野生型JAK2的K562细胞和表达JAK2-V617F的HEL细胞为材料，用JAK2抗体钓取其蛋白复合物并进行质谱分析。通过对比，DESI2在突变型JAK2的互作蛋白中特异性富集，排在首位。同时，团队在JAK2-V617F阳性的白血病细胞系及MPN患者原代样本中均检测到DESI2蛋白的高表达，暗示其与突变疾病的潜在关联。

为确证DESI2与JAK2-V617F的结合具有突变特异性而非细胞背景差异所致，研究设计了多重正交实验：首先，在等基因背景的Ba/F3细胞系（分别转入野生型或V617F突变型JAK2）中进行Co-IP，证实DESI2仅与突变型JAK2结合。其次，在同一个K562细胞系中，分别外源表达相同水平的野生型或突变型JAK2，再次验证了DESI2的选择性结合。此外，免疫荧光共定位分析显示，DESI2与JAK2-V617F在细胞质中存在更强的共定位信号，而与野生型JAK2的共定位较弱。AlphaFold 3结构模拟显示，突变诱导的构象变化使DESI2与JAK2-V617F形成多个氢键网络，而野生型则因空间位阻结合较弱，从空间上印证了其互作特异性。

DESI2已知兼具去SUMO化与去泛素化酶活性。本研究通过一系列精密的生化实验揭示：敲低DESI2会导致JAK2-V617F蛋白水平迅速下降，但不影响其mRNA，表明DESI2在蛋白质翻译后层面起稳定作用。进一步机制探索发现，DESI2通过移除JAK2蛋白K962位点的SUMO化修饰（主要为SUMO2/3），进而抑制该位点的泛素化，从而阻断蛋白酶体对其的降解。当使用SUMO化激活酶抑制剂ML-792处理时，JAK2-V617F的泛素化水平也随之降低，但在DESI2敲低的细胞中，这种效应消失，证明DESI2的去SUMO化活性是其调控JAK2稳定性的上游关键事件。结构研究为此机制提供了直观阐释： AlphaFold 3模型显示，DESI2的催化中心精准定位在JAK2-V617F的K962位点附近，从而解释了其高效特异的催化机制及突变选择性。随后的遗传学回补实验证实，DESI2对JAK2-V617F的稳定作用严格依赖其酶活性，且仅针对突变型蛋白。

基于上述机制，团队在基因型特异性模型中验证了靶向DESI2的治疗潜力。细胞实验表明，敲低DESI2能选择性降解JAK2-V617F蛋白、抑制下游致癌信号并诱导突变细胞凋亡，且该效应严格限于突变型。蛋白质组学分析进一步证实其作用具有高度特异性。动物模型进一步支撑了其转化潜力。在JAK2-V617F⁺白血病异种移植模型中，输注DESI2敲除细胞可显著抑制肿瘤生长，降低骨髓白血病负荷，并延长小鼠生存期，且未观察到明显毒性。在JAK2野生型移植模型中则无此效应。在更具疾病代表性的JAK2-V617F基因敲入MPN模型中，于造血干/祖细胞阶段敲低DESI2，可有效缓解MPN表型，改善血象、减少异常网织红细胞，并延长生存期，且不影响正常造血干细胞的归巢能力。这些多层次的严谨实验共同证明，DESI2是一个安全高效的JAK2突变特异性治疗靶点，为后续靶向疗法的开发奠定了坚实的临床前基础。

研究团队对包含386个化合物的降解剂库进行筛选，发现了能与DESI2活性口袋结合的苗头化合物SB1-F-70。通过化学蛋白质组学验证其靶向性后，团队以SB1-F-70为起点，进行了基于结构的药物设计（SBDD）。分子对接和动力学模拟提示，在苯并噻唑母核的C8位引入芳香环结构，可增强与DESI2口袋中Phe55的π-π堆积作用。基于此，团队设计并合成了一系列衍生物，最终获得了WWQ-03-012。该化合物在生化水平对DESI2的抑制活性（IC50 = 42 nM）较先导化合物提升了数百倍，热迁移实验也证实其与DESI2的结合更稳固。

在细胞层面，WWQ-03-012能剂量依赖性地降解JAK2-V617F蛋白（DC50 = 543.6 nM），抑制下游STAT5等信号通路，并选择性抑制突变细胞增殖，而对野生型细胞或正常造血细胞影响甚微。为增强临床相关性，研究团队进一步采用多种临床来源的原代细胞进行验证，发现该化合物可强效且选择性地抑制JAK2-V617F阳性细胞的增殖并诱导其凋亡，而对CALR突变型或健康供者的细胞影响显著减弱，在患者样本层面进一步确认了其突变特异性。在动物模型中，该化合物能显著抑制JAK2-V617F白血病细胞在小鼠体内的生长，降低白血病负荷，并改善转基因MPN模型小鼠的血象指标和脾肿大。在健康野生型小鼠模型中，相同剂量的WWQ-03-012（单药或与芦可替尼联用）未对血象、造血细胞比例或体重产生显著影响，表明其对正常造血系统干扰极小，安全性良好。治疗期间所有动物均未出现明显毒性反应，进一步证实了该化合物优异的体内耐受性。尤为重要的是，该化合物在体外能有效抑制由长期药物压力筛选出的鲁索替尼耐药细胞株的生长，并与鲁索替尼联用展现出显著的协同效应，为临床克服耐药提供了令人信服的临床前依据。

本研究不仅鉴定出DESI2是维持JAK2-V617F致癌稳定性的关键上游调控因子，更重要的是成功开发了首个靶向其酶活性的高选择性小分子降解剂WWQ-03-012。这项工作实现了从“靶点发现”到“药物创制”的完整闭环，具有多重重要意义：

1. 提供了颠覆传统激酶抑制的新范式： 与鲁索替尼等ATP竞争性抑制剂不同，WWQ-03-012通过诱导致癌蛋白的彻底降解，从源头上消除其功能，有望实现更深入、更持久的病理阻断，为克服因靶点突变或信号代偿导致的临床耐药提供了全新解决方案。

2. 揭示了蛋白质翻译后修饰网络的精密调控： 研究阐明了DESI2通过协调K962位点的“去SUMO化-去泛素化”双重修饰来稳定JAK2-V617F的精细机制。这一发现加深了我们对SUMO化与泛素化交叉对话（crosstalk）在肿瘤发生中作用的理解，也为干预其他依赖类似修饰网络的疾病提供了理论参考。

3. 展现了转化医学的强力驱动： 从临床问题（JAK2突变白血病耐药）出发，利用蛋白质组学筛选发现新靶点，再通过结构生物学指导的理性药物设计得到候选化合物，并在患者来源样本和多种动物模型中验证疗效，整个研究链条紧密围绕临床转化需求，显著提升了成果的临床应用潜力。

展望未来， 本研究的成功开辟了几个极具前景的方向：首先，DESI2抑制剂与现有标准疗法（如鲁索替尼）的联用策略值得在更多临床前模型及后续临床试验中深入探索，以最大化治疗效益。其次，DESI2在其它依赖JAK2突变或异常激活的实体瘤中的作用有待挖掘，可能拓展其应用范围。此外，本研究采用的“化学蛋白质组学筛选+基于结构优化”的药物开发模式，为靶向其它“不可成药”靶点或调控蛋白提供了可复制的范例。基于现有突破，团队已通过结构优化研发出活性与选择性显著优于WWQ-03-012的新一代候选化合物WWQ-06-018。同时，DESI2与抑制剂及JAK2-V617F相互作用界面的高分辨率结构解析工作也在推进，将为临床候选药物的理性设计提供关键蓝图。

总之，这项研究不仅为JAK2突变型血液恶性肿瘤带来了新的希望之光，更为克服临床耐药这一棘手难题提供了全新的解决路径。DESI2作为一个极具潜力的新靶点，连同其高效抑制剂WWQ-03-012及后续更优的化合物，有望在未来成为临床治疗武器库中的重要一员，通过诱导突变蛋白降解这一新机制，为耐药患者提供更有效的治疗选择，并推动肿瘤靶向治疗迈向“降解时代”。

本研究由同济大学杨静教授、武汉大学蒋白山教授、同济大学附属同济医院梁爱斌教授及山东大学赵保兵教授共同通讯；同济大学梅沪生博士后为第一作者，武汉大学文武强博士后、同济大学附属同济医院张文君主任、山东大学张淑敬博士、中国医学科学院血液病研究所孙婷医师为共同第一作者。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202515127

杨静，同济大学生命科学与技术学院教授、博士生导师，同济大学附属同济医院研究员。她长期聚焦于白血病等恶性疾病的靶向与免疫治疗新靶点发现及首创型降解药物研发，在Nature Chemical Biology、Advanced Science(2025a, 2025b)、Leukemia(2022a, 2022b)、Signal Transduction and Targeted Therapy等期刊以第一/通讯作者发表论文近20篇，成果已转化为多项专利。课题组诚聘副研究员/博士后2-3名，方向：血液肿瘤蛋白质降解药物研究，诚邀相关背景青年学者加入。

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本文素材来源：Mei et al., Advanced Science 2025, DOI:10.1002/advs.202515127 声明：本文仅作学术分享，版权归原作者所有。

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