开发一种由伴侣蛋白介导的蛋白质降解酶，该酶能够特异性靶向ERK5并有效抑制肿瘤生长

靶向蛋白降解技术CHAMP通过诱导HSP90与ERK5化学 proximity，触发蛋白酶体依赖性ERK5降解，抑制细胞增殖并显著减少小鼠移植瘤肿瘤生长，具有肿瘤特异性富集和高效抗肿瘤潜力。

　　

摘要

背景

热休克蛋白90（HSP90）伴侣复合体负责指导其底物蛋白的正确折叠或通过蛋白酶体进行降解。细胞外信号调节激酶5（ERK5），作为丝裂原活化蛋白激酶家族的成员，已被证实与多种癌症类型的生物学过程有关。为了利用这种HSP90伴侣复合体的蛋白质降解能力，我们开发了一种新型的靶向蛋白质降解技术，称为“伴侣介导的蛋白质降解”（Chaperone-Mediated Protein Degradation，简称CHAMP）。我们设计了一种ERK5-CHAMP，旨在诱导HSP90与ERK5之间的化学接近，从而促进ERK5的降解。

方法

在本研究中，我们开发了多种潜在的针对ERK5的降解剂，称为ERK5-CHAMPs。通过Western blot实验验证了ERK5-CHAMP能够通过泛素-蛋白酶体系统（UPS）在体外和体内降解ERK5蛋白，并通过细胞活力测定、流式细胞术（FACS）以及小鼠异种移植模型在体外和体内观察到其能够抑制肿瘤生长。此外，还利用液相色谱-质谱（LC-MS）技术检测了ERK5-CHAMP的药代动力学（PK）特性。同时，通过免疫荧光和报告基因系统进一步探讨了ERK5-CHAMP的作用机制。

结果

用ERK5-CHAMP处理癌细胞后，观察到依赖蛋白酶体的ERK5降解现象，并阻止了ERK5在细胞核内的积累。ERK5-CHAMP处理导致细胞周期停滞、凋亡增加以及细胞活力下降。在体内实验中，ERK5-CHAMP显著抑制了小鼠异种移植肿瘤模型的肿瘤生长，并且在肿瘤组织中的积累量高于正常组织。这些数据表明，针对ERK5的CHAMP降解剂具有治疗癌症的潜力。

结论

CHAMP是一种新型的小分子靶向蛋白质降解技术。ERK5-CHAMP能够通过蛋白酶体依赖的方式降解ERK5，并抑制其向细胞核的转移，同时表现出对肿瘤的选择性药代动力学特性，显著降低了肿瘤生长。这表明，以ERK5为靶点的CHAMP降解剂是一种有前景的新方法，可用于干扰ERK5的整个功能，从而可能用于癌症治疗。