由于PROTAC 技术的发展使的对过去“不可成药”的蛋白靶点有了很大的转机并受到基础医药研究领域和制药工业界的广泛关注。基因转录和蛋白翻译是细胞中基因表达的两个主要过程。RNA剪接体（spliceosome）则主要参与转录后加工成熟mRNA的过程，它主要由核小RNA和一系列的像RNA剪切因子SF3B1的一类相关蛋白组成。作为剪切体U2-snRNP的核心成分，SF3B1的突变与多种疾病相关并且是癌症中最常被检测到突变的RNA剪接因子，包括慢性淋巴细胞白血病和骨髓增生异常综合征等。据我们所知，利用PROTAC技术靶向到RNA剪切机制的相关研究还未见报道。这主要归因于目前流行的PROTAC 分子需要利用到小分子抑制剂来定向RNA剪切系统，而整合已发现的抑制剂入PROTAC 分子目前还比较困难。

在实验室前期工作中，利用高通量小分子筛选的方法在原代人胚肾细胞（HEK293）中鉴定了一系列能够激活转录因子OCT4并支持人多功能干细胞重编程相关的化合物，并且把它们命名为O4I2。

本文的研究人员通过对与生物素标记的O4I2的结合蛋白进行蛋白质组学分析，发现并证明RNA剪接因子SF3B1是O4I2的主要结合及靶向的下游分子。

在之前研究的基础上，利用已知的一类能用于PROTAC设计的E3连接酶复合物中的因子对O4I2进行改造，添加了一个Cereblon (CRBN)/cullin 4A的配基沙利度胺类似物（thalidomide analogs）从而得到了PROTAC降解SF3B1的小分子药物（图1）。作者们之后在人慢性髓系白血病细胞（K562）测试了小分子药物PROTAC-O4I2对SF3B1特异性降解的能力，发现上调药物分子浓度能够不同程度的增加对SF3B1蛋白的降解。同时，添加MG132蛋白酶体抑制剂能够拯救PROTAC-O4I2对SF3B1的特异性降解。

图1: 设计合成PROTAC-SF3B1小分子抑制剂。

此外，作者们在K562淋巴瘤细胞中施用了PROTAC-O4I2后发现其能够抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡从而对于淋巴瘤细胞系的生长具有明显的抑制作用（图2）。同时，作者们还利用CRISPR诱导Notch基因突变体建立了果蝇肠道肿瘤模型。通过对果蝇施用了PROTAC-O4I2后，发现该药物对正常肠道组织细胞没有明显的毒害作用但是能够有效的抑制肿瘤干细胞增殖及肿瘤的生长，并且对肿瘤动物的寿命有明显的延长作用 （图2）。

图2: PROTAC-SF3B1小分子药物的设计思路及对体内外肿瘤的抑制作用。

总的来说，承辛来研究组的工作发现了一种特异的、高效的PROTAC-SF3B1抑制剂，为PROTAC技术使用非抑制剂小分子靶向目标设计提供了实验证据。同时该研究也为SF3B1作为靶标开发相关临床药物奠定了坚实的基础。SF3B1降解小分子药物的发现也为治疗癌症和其他相关疾病提供了新的思路。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2021.04.018