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原文
bioRxiv Cancer Biology· Bildik, G., Yang, H., Mao, W., Gannaban, R. B., Bhardwaj, V. K., Uddin, M. N., Jung, S. Y., Pierobon, M., Gomeiz, A., Gorfe, A. A., Hancock, J. F., Marshall, C. B., McCormick, F., Millward, S. W., Liu, J., Bast, R. C., Lu, Z. ·· 15 小时前精选评分71

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

导读

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。

深度解读

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。

推荐理由

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

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