DIRAS3 α5模拟物通过抑制界面广泛抑制多种KRAS热点变异信号
DIRAS3 broadly suppresses signaling from diverse oncogenic KRAS hotspot variants through an inhibitory interface
bioRxiv预印本显示,DIRAS3的α5模拟物通过抑制界面广泛抑制多种KRAS热点变异驱动的MAPK和PI3K信号。免疫沉淀结果显示,该模拟物在G12和Q61突变中均降低KRAS与RAF1及p110α的关联,而RMC-7977对Q61 KRAS与p110α关联的抑制较弱。
KRAS是人类癌症中最常见的突变原癌基因之一,直接靶向长期被视为难题,直到依赖突变半胱氨酸的共价G12C抑制剂问世才打开局面[1];此后等位基因特异性化学又被拓展到G12S的获得性丝氨酸[2]和G12R的精氨酸[3],但每种方案都只覆盖单一热点,而Q61类突变至今缺乏选择性临床药物,现有思路之一是绕道靶向其依赖的SHOC2-RAS相互作用[5]。广谱的RAS(ON)三复合物抑制剂daraxonrasib虽已进入临床,但44例胰腺癌患者的配对ctDNA分析显示,59%(26/44)出现RAS通路获得性改变,其中36%(16/44)为KRAS扩增[6]。跨越多样热点广谱抑制致癌KRAS,仍是未满足的需求。
这项研究从内源性抑制机制破题。DIRAS3此前已知能与RAS异源二聚化、破坏RAS簇集并阻断信号[4];作者借助RASless重构模型、肿瘤细胞验证、结构-功能分析、分子动力学膜拓扑建模和超微结构成像发现,DIRAS3的双重脂修饰约束其膜拓扑取向,使α5螺旋编码的抑制性界面得以结合活化态KRAS、瓦解有信号能力的膜组装。这种抑制呈活化状态选择性:打击主要致癌热点类KRAS,而基本放过基础状态的野生型KRAS。一个构象受限的α5模拟肽即可复现全长DIRAS3活性,在多种致癌KRAS变异体中广谱抑制MAPK与PI3K信号,包括对现有三复合物RAS(ON)抑制剂敏感性下降的Q61突变。机制上,免疫沉淀显示模拟肽对G12与Q61突变同样削弱KRAS与RAF1及p110α的结合,而RMC-7977在Q61背景下对p110α结合的抑制相对减弱;模拟肽还破坏KRAS纳米簇组织,并在体内抑制肿瘤生长。
相对既往认识,本文把DIRAS3从表型推进到分子界面:过去只知其与RAS二聚化、破坏簇集并阻断信号[4],现在界定了执行抑制的α5界面及其脂修饰依赖的膜拓扑前提,并证明模拟这一内源性抑制因子的关键界面便足以广谱抑信号。作为参照,RMC-7977在KRAS依赖的胰腺癌细胞系、患者来源类器官与肿瘤组织块中显示强效通路抑制[7],而新数据提示其在Q61突变上对p110α结合的抑制存在缺口。这一策略的外延亦有迹可循:DIRAS3衍生环肽已被报道能破坏KRAS-RAF相互作用与纳米簇、抑制胰腺癌和卵巢癌[8]。
需要指出,这是一篇预印本,结论尚待同行评议检验;α5模拟肽的抑瘤证据目前限于临床前模型,其递送与药代性质、在患者中能否维持“抑突变而赦免野生型”的选择性,以及能否避开以KRAS扩增为主的获得性耐药路径[6],仍是悬而未决的问题。
- 1.K-Ras(G12C) inhibitors allosterically control GTP affinity and effector interactions · Nature 2013
- 2.Chemical acylation of an acquired serine suppresses oncogenic signaling of K-Ras(G12S) · Nat Chem Biol 2022
- 3.Chemoselective Covalent Modification of K-Ras(G12R) with a Small Molecule Electrophile · J Am Chem Soc 2022
- 4.DIRAS3 induces autophagy and enhances sensitivity to anti-autophagic therapy in KRAS-driven pancreatic and ovarian carcinomas · Autophagy 2024
- 5.Targeting the SHOC2-RAS interaction in RAS-mutant cancers · Nature 2025
- 6.Acquired resistance to the RAS(ON) multi-selective inhibitor daraxonrasib guides rational combination therapy strategies in pancreatic cancer · Nat Med 2026
- 7.Tumor-selective effects of active RAS inhibition in pancreatic ... · pmc.ncbi.nlm.nih.gov 2026
- 8.DIRAS3-derived cyclic peptides disrupt KRAS-RAF interaction ... · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov 2026
原文以结构功能分析和分子动力学膜拓扑建模,解释DIRAS3的α5界面如何抑制G12与Q61 KRAS信号。
来源:bioRxiv Cancer Biology · biorxiv.org