線粒體 ClpP 介導(dǎo)的蛋白水解可誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡

圖1. 本篇文章的幾大亮點

首先，研究人員利用基因工程的方法，在人 ClpP 上建造了一個有持續(xù)活性地點突變（Y118A）�；�于 OCL-AML3 和 Z138 腫瘤細(xì)胞系，研究人員研究 Y118A 點突變對于腫瘤細(xì)胞的影響。研究發(fā)現(xiàn)，Y118A 點突變對腫瘤細(xì)胞的凋亡呈濃度依賴性。將含有點突變 Y118A （四環(huán)素-誘導(dǎo)的）的 Z138 細(xì)胞系和靜脈注射至 NSG 小鼠中，隨后給予四環(huán)素和溶劑分別處理小鼠。研究發(fā)現(xiàn)，四環(huán)素處理組的生存周期明顯延長。隨后，研究人員用 ADEP1 處理 OCL-AML2 細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)它可以明顯地減緩細(xì)胞的增殖和細(xì)胞的活力（如圖2. 所示）。

圖2.線粒體 ClpP 的激活在體內(nèi)外均可誘導(dǎo)抗腫瘤作用

隨后， 研究人員發(fā)現(xiàn)亞胺普利酮 ONC201 和 ONC212 可有效激活線粒體 ClpP。亞胺普利酮可與 ClpP 相結(jié)合，對白細(xì)胞和淋巴癌細(xì)胞有細(xì)胞毒性。亞胺普利酮作為 ClpP 的激活劑通過 ClpP 依賴的方式殺死腫瘤細(xì)胞（如圖3. 所示）。

圖3. ONC212 與 ClpP 的結(jié)合模型

接下來，研究人員使用 BioID 來驗證化學(xué)或基因激活后 ,與 ClpP 相互作用的因子。用 ONC201（0.6 mM）對表達(dá)鞭毛-Clpp (WT) 的 T-REx HEK293 細(xì)胞進(jìn)行 48h 的化學(xué)活化處理。實驗結(jié)果表明，ClpP 超活化后，可減少呼吸鏈復(fù)合體亞單位的數(shù)量，從而引起細(xì)胞凋亡（如圖4.所示）。

圖4. ClpP 超活化減少呼吸鏈復(fù)合體亞單位數(shù)量引起細(xì)胞凋亡

基于體外細(xì)胞實驗結(jié)果已表明，ClpP 的超活化可引起腫瘤細(xì)胞的凋亡。研究人員在裸鼠內(nèi)對亞胺普利酮的生物學(xué)效力進(jìn)行了檢測。動物實驗結(jié)果表明，亞胺普利酮激活ClpP 可使裸鼠體內(nèi)的腫瘤體積明顯減小，延長裸鼠的生存周期。因此，亞胺普利酮激活 ClpP 在體內(nèi)具有抗腫瘤作用。

圖5.亞胺普利酮激活 ClpP 在體內(nèi)具有抗腫瘤作用

參考文獻(xiàn)

Ishizawa J, et al. Mitochondrial ClpP-MediatedProteolysis Induces Selective Cancer Cell Lethality. Cancer Cell. 2019 Apr 24. pii:S1535-6108(19)30160-6.

小M 的小思考：

線粒體酪蛋白水解酶 P(ClpP)通過降解錯折疊蛋白，在線粒體蛋白質(zhì)量控制中起著重要作用。通過遺傳學(xué)和化學(xué)方法，Ishizawa 等研究人員發(fā)現(xiàn)，蛋白酶的過度激活選擇性降解其呼吸鏈蛋白底物，破壞線粒體結(jié)構(gòu)和功能，而不影響正常細(xì)胞的功能，選擇性地殺死癌細(xì)胞，且該過程與 p53 狀態(tài)無關(guān)。同時發(fā)現(xiàn)，亞胺普利酮是 ClpP 的有效激活劑。通過生物化學(xué)和晶體學(xué)研究表明，亞胺普利酮與 ClpP 非共價結(jié)合，并通過不同的結(jié)構(gòu)變化誘導(dǎo)蛋白水解。目前正在進(jìn)行臨床試驗。研究人員，提出了通過激活線粒體蛋白水解誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡的新方式。

相關(guān)產(chǎn)品：

TIC10 是一種有效，有口服活性，穩(wěn)定的 TRAIL 誘導(dǎo)劑，其通過抑制 Akt 和 ERK 起作用，從而激活 Foxo3a 并顯著誘導(dǎo)細(xì)胞表面 TRAIL。

TIC10 isomer 是 TIC10 的異構(gòu)體。TIC10 isomer 不具有誘導(dǎo) TRIAL 表達(dá)的生物學(xué)活性。