一句话亮点:TopBP1 这个多面手脚手架蛋白,靠 BRCT7/8 结构域到处「抱大腿」(E2F1、突变 p53、MYC 等),作者用对接筛选 + SAR 优化出一个全新抑制剂 CS18,专拆这些致癌复合物,既强化 PARP 阻断,又把 EGFR 突变肺癌对奥希替尼的耐药掰了回来。

背景 / 痛点

治疗耐药是肿瘤治疗的老大难,根子在代偿信号和应激响应通路撑着肿瘤活下去。TopBP1 是个带 9 个 BRCT 结构域的多功能脚手架蛋白,把复制应激信号和致癌网络串在一起,在侵袭性肿瘤里常常高表达。

其中 BRCT7/8 结构域负责和 E2F1、突变 p53、MIZ1、PLK1、CIP2A 这些关键分子互作,所以 TopBP1-BRCT7/8 就成了一个有吸引力的靶点。但问题在于:TopBP1 本身也参与 DNA 复制,怎么做到「只拆致癌复合物、不碰正常复制」,是设计抑制剂的核心难点。

推理链分步拆解

第一步:从对接筛选里捞出苗头化合物

作者用对接引导的虚拟筛选,再做构效关系(SAR)导向的优化,开发出 CS18,一个强效、选择性的 BRCT7/8 抑制剂。它能拆掉致癌的 TopBP1 复合物,却不干扰 DNA 复制(Fig. 1、2)。

Fig. 1:对接筛选 + SAR 优化开发出 CS18,选择性破坏 TopBP1-BRCT7/8 致癌复合物

@方法论点评:直接筛「蛋白-蛋白相互作用」界面,比筛酶活性中心难得多,因为没有现成的「口袋」。用对接 + SAR 迭代,是这类难成药靶点的标准打法。而「选择性拆致癌复合物、不碰复制」这个设计目标本身,就体现了对脱靶毒性的预先考量。

第二步:CS18 结合在哪、靠什么键

结构上,CS18 和 BRCT7/8 结合,与 S1273、S1274、R1314、S1406、R1407、G1410 这些残基形成氢键,模仿磷酸丝氨酸识别的模式;SAR 显示 R2 位苯环是关键、R1 位羟基更优(Fig. 3)。

Fig. 3:CS18 结合 BRCT7/8 的原子细节与关键药效团(R2 苯环、R1 羟基)

@方法论点评:共晶/对接给出原子级结合细节,SAR 逐位验证,这是「结构生物学指导药物化学」的完整闭环。把关键药效团(苯环、羟基)讲清楚,后续优化才有方向。

第三步:功能上 CS18 做了什么

CS18 选择性破坏 BRCT7/8 依赖的复合物形成,抑制 MYC 转录程序,恢复 E2F1 介导的凋亡,并诱导有丝分裂灾难(mitotic catastrophe)(Fig. 4、5)。在细胞里 CS18 能直接结合 TopBP1、提升其热稳定性(Tm),确认了靶点结合。

@方法论点评:「抑制 MYC + 恢复 E2F1 凋亡 + 有丝分裂灾难」是三个相互印证的下游读出,说明 CS18 不是泛泛的细胞毒,而是精准动了 TopBP1 的致癌功能。热位移(Tm)实验则是靶点结合的直接证据。

第四步:广谱抗癌 + 两大联合应用

CS18 表现出广谱抗癌活性,在多种癌型里与 PARP 抑制剂协同;同时它增强 EGFR 突变非小细胞肺癌对奥希替尼的敏感性,IC50 数值在 HCC95、HCC2814、H1975 等细胞上都很漂亮(Fig. 6、8)。

Fig. 8:CS18 与 PARP 抑制剂协同,并逆转 EGFR 突变 NSCLC 对奥希替尼的耐药机制上和 TopBP1 过表达驱动奥希替尼耐药直接相关(Fig. 8K)。

@方法论点评:一个抑制剂能同时服务「PARPi 增敏」和「EGFR-TKI 耐药逆转」两个场景,核心是都踩在 TopBP1 这个「复制应激 + 致癌信号」的交汇点上。这提示:针对「枢纽型脚手架蛋白」,一个分子可能撬动多条耐药通路。

第五步:体内验证

在乳腺癌病人来源异种移植(PDX)里有效,并在难治性 NSCLC 体内逆转了奥希替尼耐药;剂量范围内没有明显副作用、也没有疗效平台期(Fig. 9、10)。

Fig. 10:CS18 在 PDX 和奥希替尼耐药模型中有效,剂量范围内无明显副作用

@方法论点评:PDX + 耐药模型的双重体内验证,加上剂量-反应和安全性数据,让 CS18 从「有趣的化合物」往「可翻译的候选药」迈了一步。

核心结论

CS18 是结构独特的 TopBP1-BRCT7/8 抑制剂,选择性破坏致癌 TopBP1 复合物、不影响 DNA 复制,能广谱抗癌、协同 PARP 抑制,并逆转 EGFR 突变 NSCLC 对奥希替尼的耐药。

对耐药 / DTP / PGCC 的启示

TopBP1 卡在「复制应激响应」和「致癌信号」的交叉口,而复制应激、DNA 损伤修复恰恰是 DTP/持久细胞和 PGCC 这类「打不死」群体的共性依赖。尤其 PGCC 常伴随基因组不稳定、多倍体和复制应激,TopBP1 这类复制应激脚手架很可能是它们「扛住损伤、继续存活」的支柱。这篇提示:与其追单个耐药突变,不如盯住复制应激-致癌信号的枢纽节点,一个靶点可能同时覆盖多条耐药通路。

局限

CS18 的临床前数据以细胞和异种移植为主,体内药代、毒性、口服利用度等成药性指标还有待系统评估;BRCT7/8 抑制的「选择性窗口」是否在体内足够宽,需要更长毒理观察;TopBP1 高表达肿瘤的筛选标志也需进一步明确。

来源

来源:Lin FT, et al. Development of a structurally distinct TopBP1 inhibitor that enhances PARP blockade and reverses osimertinib resistance. Science Advances, 2026. DOI: 10.1126/sciadv.aeg1996