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Trends in cancer
HuR降解揭示BRAF驱动癌症的依赖性

2026-08-10
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Trends in cancer | HuR降解揭示BRAF驱动癌症的依赖性

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该研究通过系统性筛选发现HuR可作为分子胶降解靶点,并揭示其在BRAF突变结直肠癌中的合成致死效应,为开发针对RNA结合蛋白依赖性肿瘤的新型治疗策略提供了机制依据和临床前证据。

 

文献概述

本文《HuR Degradation Reveals Dependencies in BRAF-Driven Cancers》,发表于《Trends in cancer》杂志,系统探讨了RNA结合蛋白HuR在BRAF突变型结直肠癌(CRC)中的功能依赖性及其作为治疗靶点的潜力。研究聚焦于如何利用分子胶降解技术克服传统靶向HuR的药物开发难题,并揭示其在调控BRAF剪接中的新机制。文章进一步验证了HuR降解对MAPK通路的抑制作用,尤其是在BRAF抑制剂耐药模型中仍保持活性,提示其在克服耐药性方面的独特优势。

背景知识

目前,结直肠癌中BRAF V600E突变约占10%,且这类患者预后差、对常规化疗响应有限,尽管已有BRAF抑制剂如维莫非尼,但耐药常因EGFR介导的MAPK再激活而迅速出现。因此,亟需靶向下游或平行通路以实现持久响应。HuR(ELAVL1)作为关键的RNA结合蛋白,通过稳定多种促癌mRNA(如BCL2VEGFACCND1)促进肿瘤进展,且在多种癌症中高表达,与不良预后相关。然而,由于HuR缺乏经典“可成药”口袋,小分子抑制剂开发受限,其功能多依赖于蛋白-RNA或蛋白-蛋白相互作用界面,导致靶向难度大。此前虽有研究尝试使用小分子干扰HuR二聚化或核质穿梭,但选择性差、脱靶效应显著。近年来,靶向蛋白降解(TPD)策略如PROTAC和分子胶为靶向“不可成药”蛋白提供了新路径。Lu等人通过构建CRBN结合化合物库并结合定量蛋白质组学,系统性识别出HuR为新型CRBN依赖性降解底物,从而突破了传统靶向HuR的瓶颈,为开发更有效、特异的抗肿瘤策略开辟了新方向。

 

针对BRAF突变结直肠癌研究,赛业生物提供精准的基因敲入与人源化小鼠模型服务,可用于构建携带BRAF V600E突变的条件性表达模型,模拟人类肿瘤微环境。结合HUGO-GT®全基因组人源化技术,可保留完整基因调控区域,更真实地反映剪接变异与基因表达调控机制,助力机制研究与药物评价。

 

研究方法与核心实验

作者采用基于CRBN的分子胶筛选平台,构建了超过10,000种CRBN结合小分子化合物库,并在CRBN WT与CRBN KO细胞系中进行SILAC定量蛋白质组分析,以识别CRBN依赖性降解的底物。通过这一策略,HuR被鉴定为显著降解蛋白之一,进而优化获得第一代(dHuR-1)和第二代(dHuR-2)降解剂。为解析降解机制,作者利用cryo-EM解析了CRBN–dHuR-2–HuR三元复合物结构,发现dHuR-2作为分子胶促进CRBN与HuR的G-loop区域结合,形成新异源二聚体界面,从而诱导泛素化与蛋白酶体降解。该机制通过突变G-loop序列验证,确认其必要性。

在功能验证中,作者使用多种BRAF突变型结直肠癌细胞系进行体外增殖与活力检测,并建立Colo205异种移植小鼠模型评估体内抗肿瘤活性。同时,通过DepMap数据库分析,发现BRAF突变CRC对HuR存在显著依赖性。为探究机制,作者整合转录组、蛋白组与磷酸化组数据,结合RNA免疫沉淀(RIP)、表面等离子共振(SPR)及minigene剪接报告实验,揭示dHuR-2处理导致BRAF pre-mRNA的exon 18跳接,从而减少全长致癌BRAF蛋白表达。此外,在BRAF抑制剂耐药的CRC与黑色素瘤模型中测试dHuR-2敏感性,并通过全基因组CRISPR筛选鉴定dHuR-2敏感性的关键决定因子。

关键结论与观点

  • 通过系统性筛选发现dHuR-2可特异性降解HuR,且该过程依赖于CRBN与HuRG-loop的新型蛋白-蛋白相互作用 —— 为靶向RNA结合蛋白提供了结构基础,指导未来设计更高效降解剂
  • HuR降解导致BRAF pre-mRNA剪接异常,促进exon 18跳接,显著降低致癌BRAF蛋白水平 —— 揭示了HuR在剪接调控中的新功能,提示BRAF剪接可作为治疗干预节点
  • 在BRAF突变CRC中,HuR降解显著抑制MAPK信号通路并抑制肿瘤生长,且在BRAF抑制剂耐药模型中仍有效 —— 支持HuR作为克服耐药的新靶点,拓展了BRAF驱动癌症的治疗策略
  • CRISPR筛选显示EGFRMAPK1是dHuR-2敏感性的关键基因,表明其疗效与MAPK通路活性相关 —— 提供潜在生物标志物用于患者分层,指导未来临床试验设计

研究意义与展望

该研究不仅确立了HuR作为可药化的降解靶点,更重要的是揭示了通过靶向RNA结合蛋白来干预致癌信号网络的新范式。相较于直接激酶抑制,降解HuR影响多个下游效应分子,可能更有效地阻断肿瘤适应性逃逸。尤其在耐药背景下仍保持活性,提示其在联合治疗或后线治疗中的潜力。

从药物开发角度看,dHuR-2(即DEG6498)已进入I/II期临床试验,标志着RNA结合蛋白降解从概念验证迈向临床转化。未来需进一步探索其在其他HuR依赖性癌症中的适用性,并开发更优化的降解剂以提高口服生物利用度与组织分布。

 

为加速BRAF驱动肿瘤的药效评价,赛业生物提供完整的肿瘤药效评价服务,涵盖原位移植、系统给药、多模态成像及分子病理分析。可基于客户提供的肿瘤细胞系构建CDX模型,并结合大小鼠病理分析、流式检测与分子检测服务,全面评估药物对肿瘤生长、免疫微环境及信号通路的影响,支持IND申报。

 

结语

本研究系统揭示了HuR在BRAF突变结直肠癌中的关键依赖性,并通过开发分子胶降解剂dHuR-2实现对HuR的有效靶向。研究不仅解决了传统难以靶向RNA结合蛋白的难题,还发现其通过调控BRAF pre-mRNA剪接影响MAPK通路活性,提供了一种全新的治疗机制。尤其重要的是,该策略在BRAF抑制剂耐药模型中仍有效,提示其在克服耐药方面的独特优势。从实验室到临床,dHuR-2的快速转化体现了靶向蛋白降解技术的巨大潜力。这一发现为结直肠癌患者,尤其是BRAF突变群体,提供了新的治疗希望,并可能重塑未来针对RNA调控网络的抗癌策略。同时,该研究建立的筛选平台也为其他“不可成药”靶点提供了可复制的范式,推动精准医学向更深层次拓展。

 

文献来源:
Ivan R Siordia, Jonathan R Brody, and Dan A Dixon. HuR Degradation Reveals Dependencies in BRAF-Driven Cancers. Trends in cancer.