轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌 （mCRC） 是導致癌癥相關死亡的主要原因之一，但目前仍缺乏有效的治療藥物。巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶8（FUT8）在結(jié)直腸癌在內(nèi)的大多數(shù)惡性癌癥中過表達，為潛在的治療靶點。

2023年8月3日，蘇州大學汪維鵬教授和李環(huán)球副教授團隊在Cell Death Disease上發(fā)表題為 “FDW028, a novel FUT8 inhibitor, impels lysosomal proteolysis of B7-H3 via chaperone-mediated autophagy pathway and exhibits potent efficacy against metastatic colorectal cancer" 的研究性文章，該研究開發(fā)了一種強效且具有高度選擇性的小分子 FUT8 抑制劑 FDW028，該抑制劑能顯著抑制FUT8介導的核心巖藻糖修飾，促進免疫檢查點分子B7-H3經(jīng)分子伴侶介導的自噬（CMA）溶酶體途徑降解，顯著延長轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌（mCRC）小鼠生存期。

圖1 FDW028 藥理作用機理

目前，通過常規(guī)策略開發(fā)的小分子抑制劑，面臨生物利用度低、選擇性差等問題。因此，研究者借助分子動力學（MD）模擬、虛擬篩選等技術(shù)，解開了FUT8 與小分子結(jié)合的關鍵殘基，鑒定出FDW028有望成為FUT8 的新型抑制劑。最終，研究者利用小分子開發(fā)黃金搭檔——GCI，將FUT8通過氨基偶聯(lián)于PCP芯片表面，F(xiàn)DW028以1:2進行稀釋流過芯片表面（8個濃度，最高濃度為100 μM），運行緩沖液為含3%DMSO的PBS-P緩沖液。通過Kinetics測定出FDW028和FUT8親和力為5.486 μM，證實了 FDW028 與 FUT8 的結(jié)合，進一步驗證了FDW028作為酶抑制劑的可行性，為后續(xù)動物實驗抗腫瘤活性的評估奠定堅實的基礎。

圖2 FUT8和FDW028結(jié)合動力學

在小分子結(jié)合實驗中，特別是在分析大分子量藥物靶標與小分子之間的相互作用時，靈敏度是實現(xiàn)精準分析的核心要素。

傳統(tǒng)技術(shù)面對懸殊較大的分子互作分析時，往往需通過提升表面配體的密度來實現(xiàn)Rmax（最大響應值）的優(yōu)化，以確保結(jié)果的可靠性。然而，高分辨率的GCI技術(shù)可以精準捕獲較低配體密度下的動力學數(shù)據(jù)，為研究分子間相互作用提供了新的視角和更寬的動態(tài)范圍。

基于GCI技術(shù)我們分析了一對分子量為297 Da的小分子與分子量為110 kDa的目標蛋白（由諾華公司提供），分子量比率>350:1，這對于傳統(tǒng)的無標記互作技術(shù)來說是一個巨大挑戰(zhàn)。將生物素化的目標蛋白偶聯(lián)在PCH-STA芯片表面（表面衍生鏈霉親和素），分析物進行1:3稀釋（9個濃度，最高濃度為10 μM），運行緩沖液為20 mM Hepes、300 mM NaCl、1 mM DTT、2%DMSO，最終通過校正及擬合以獲得結(jié)合動力學相關信息。

圖3 297 Da小分子與110 kDa的目標蛋白的結(jié)合動力學

借助GCI技術(shù)的靈敏度和信噪比，即使在配體密度遠未達到表面飽和的情況下（<1 pg/mm2，相當于1 RU），也能對分子量相差懸殊的相互作用進行可靠測試。這使我們能夠獲取具有清晰的濃度依賴性和高信噪比的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)。

參考文獻：    

[1] Wang, M., Zhang, Z., Chen, M. et al. FDW028, a novel FUT8 inhibitor, impels lysosomal proteolysis of B7-H3 via chaperone-mediated autophagy pathway and exhibits potent efficacy against metastatic colorectal cancer. Cell Death Dis 14, 495 (2023). 

[2] Creoptix TechNote08 Large Drug Targets.