近年来，蛋白降解技术，尤其是以PROTAC为代表的技术，取得了显著进展，吸引了科学界和产业界的广泛关注。然而，某些疾病的发生与蛋白质的低表达、突变或异常降解导致的功能丧失有关（如肿瘤抑制因子）。因此，“靶向蛋白稳定”（TPS）成为新的治疗方向。

2022年，Nomura课题组报道了基于去泛素化酶OTUB1的小分子共价配体EN523，并以此为基础发展了用于稳定囊性纤维化跨膜电导调节因子(CFTR)的去泛素化酶靶向嵌合体（DUBTAC）技术。但是目前，通过DUBTACs方法稳定的蛋白靶标数量仍然有限，以及适用于DUBTAC技术的去泛素化酶小分子配体稀缺，这极大地限制了DUBTAC技术的推广。近日，西奈山伊坎医学院的金坚教授和哈佛大学医学院的魏文毅教授团队通过对EN523进行优化，成功开发出更有效的OTUB1配体，并首次报道了通过该配体发展的DUBTAC稳定激活cGAS以达到对相关肿瘤细胞生长的抑制作用。

Figure 1

研究团队首先通过构效关系（SAR）研究，成功合成了OTUB1新配体MS5105。该配体能够更快、更有效地共价修饰OTUB1，并且具有比EN523更好的水溶性和稳定性（Figure 1）。基于MS5105开发的CFTR DUBTAC（MS6178）在稳定突变的ΔF508-CFTR蛋白方面，相比使用EN523配体的DUBTAC（NJH-2-057）有了显著的提高（约10倍）。

Figure 2

环鸟苷酸-腺苷酸合成酶（cGAS）-干扰素基因刺激因子（STING）信号通路是肿瘤免疫治疗中备受关注的靶点。稳定cGAS蛋白并激活cGAS-STING通路不仅介导天然免疫应答还能产生抗肿瘤免疫应答。研究团队利用改进后的去泛素化酶配体与cGAS抑制剂相连接，开发出一系列针对cGAS的DUBTACs双功能分子。通过相关的细胞实验，发现其中的两个化合物MS7829和MS8588，能够显著稳定cGAS及其下游STING蛋白（Figure 2）。

Figure 3

随后，该研究团队对MS7829和MS8588促进的cGAS稳定和激活的机理展开了进一步的研究。发现这两个化合物对cGAS的稳定和激活是依赖于cGAS和OTUB1的结合，并且这两个化合物能够有效地促进cGAS，OTUB1 三元复合物的形成（Figure 3）。随后的实验表明MS7829和MS8588 能够有效的激活cGAS-STING下游信号通路，显著抑制肿瘤细胞的生长，进而说明了cGAS-DUBTAC在肿瘤治疗领域的巨大潜力（Figure 4）。

Figure 4

综上所述，研究团队为科学界提供了一种改进的OTUB1配体，并推出了新型cGAS DUBTAC作为潜在的抗癌免疫治疗药物。这些发现提升了DUBTAC的有效性，扩展了DUBTAC设计中的去泛素化酶配体工具箱，进一步证明了DUBTAC技术在TPS中的广泛适用性。相关研究成果近期发表于《Angewandte Chemie International Edition》，共同第一作者为邓志杰博士、陈丽博士、钱超博士、刘静博士、吴琼博士、宋向阳博士和熊彦博士，通讯作者为金坚教授和魏文毅教授。