细菌 Lon 蛋白酶抑制 MYC 的多靶点机制：疾病治疗新希望

研究人员针对 MYC 抑制难题，探究细菌 Lon 蛋白酶抑制 MYC 机制，发现其具多靶点抑制作用，意义重大。

　　

攻克 MYC 抑制难题：细菌 Lon 蛋白酶的神奇功效

在生命科学的微观世界里，MYC 转录因子堪称细胞活动的 “大管家”，掌控着基因表达和组织内环境稳定的关键大权。它对细胞增殖和生长的调控作用，就像给细胞活动按下了 “开关”，至关重要。然而，一旦这个 “开关” 失控，MYC 基因异常激活，便会成为肿瘤发生发展的 “导火索”，超过 70% 的人类癌症，如结直肠癌、乳腺癌、前列腺癌和肝癌等，都与它脱不了干系。

长期以来，科学家们一直致力于寻找能精准抑制 MYC 的有效方法，期望以此为突破口，攻克癌症等重大疾病。但 MYC 就像一个 “狡猾” 的对手，常规抑制剂在试图抑制它时，总会引发各种 “意外”—— 脱靶效应，这使得开发针对 MYC 异常激活的临床药物困难重重。尽管有像 Omomyc 这样的研究成果崭露头角，在临床前模型中展现出抗癌活性，且近期在人体一期临床试验中也有了初步的积极信号；还有 MYCMI - 6 和 MYCMI - 7 等化合物，能抑制 MYC/MAX 异源二聚化并诱导相关蛋白降解，在体内肿瘤模型中发挥抗癌作用。但这些方法是否能精准靶向疾病相关的 MYC 异常激活，以及脱靶效应是否依然是潜在风险，都还是未知数。

在这样的背景下，来自瑞典隆德大学（Lund University）的研究人员决心另辟蹊径，深入探索抑制 MYC 的新策略。他们将目光聚焦在了细菌 Lon 蛋白酶上，这种在蛋白质质量控制和细胞应激反应中发挥重要作用的蛋白酶，此前已被发现对人类 MYC 有抑制效果。研究人员希望通过深入研究，揭示其抑制 MYC 的详细机制，为癌症和其他相关疾病的治疗开辟新道路。最终，他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为该领域带来了新的曙光。

研究方法

研究人员为了深入探究细菌 Lon 蛋白酶抑制 MYC 的机制，采用了多种先进的技术方法。首先，通过表面等离子共振（SPR）技术，他们能够精准地分析细菌 Lon 蛋白酶及其肽段与 MYC、MAX 等蛋白之间的相互作用亲和力。其次，运用免疫组化技术，研究人员可以直观地观察到 MYC 蛋白在组织中的表达和定位变化，为研究其在疾病中的作用提供了重要依据 。转录组分析则帮助研究人员全面了解基因表达的变化情况，明确了细菌 Lon 蛋白酶对 MYC 相关基因表达的调控作用。此外，研究人员还构建了急性肾盂肾炎和癌症小鼠模型，利用这些模型模拟人类疾病状态，进一步验证了细菌 Lon 蛋白酶在体内的治疗效果。

研究结果

1. 细菌 rLon 蛋白及肽段与 MYC 的相互作用：细菌 Lon 蛋白酶由 N 端结构域（NTD）、ATP 酶相关结构域（AAA +）和肽酶结构域组成。通过计算机模拟预测和蛋白质结合实验，研究人员发现 rLon 的 NTD 能与 c - MYC、N - MYC 的 C 端亮氨酸拉链结构域相互作用，阻止 MYC/MAX 二聚化。SPR 分析证实，NTD 与 c - MYC、N - MYC 的结合亲和力较高，解离常数（KD）小于 1μM，且 rLon 和 NTD 还能结合 MYC 的 C 端结构域12。
2. 抑制 MYC - MAX 二聚化：计算机模拟和 SPR 分析表明，Lon 或其 NTD 结构域的结合会减少 MYC/MAX 复合物的形成。ELISA 实验进一步证实，rLon 蛋白、NTD 肽段以及 AAA + 肽段都能显著降低 c - MYC/MAX 与 DNA 的结合，抑制 MYC/MAX 复合物的形成，从而影响 MYC 依赖的基因表达34。
3. 抑制基因表达：转录组分析显示，用 rLon 或其 NTD、肽酶、AAA + 肽段处理人肾癌细胞后，基因表达受到影响。其中，NTD 或 AAA + 肽段处理的细胞中，通用转录途径显著下调，同时锌指蛋白（ZFPs）等基因的表达也受到抑制，这表明 rLon 及其肽段能够调控 MYC 依赖的基因表达56。
4. 直接降解 MYC 蛋白：在体外实验中，rLon 在 ATP 存在的情况下，能够直接降解 c - MYC 和 N - MYC 蛋白。这一降解作用可被蛋白酶抑制剂阻断，说明 rLon 对 MYC 蛋白的降解具有特异性78。
5. 细胞摄取及对细胞内 MYC 水平的影响：通过活细胞共聚焦成像和 Western blot 分析发现，rLon 及其肽段能够被人肾癌细胞（A498）和肺癌细胞（A549）摄取，并分布在细胞质、核周和细胞核区域。在细胞内，rLon 处理能显著降低 c - MYC、N - MYC 和 L - MYC 的蛋白水平，表明 rLon 可以有效抑制细胞内 MYC 的表达910。
6. 对感染和癌症模型中 MYC 的影响：在易患疾病的小鼠模型中，研究人员发现 rLon 处理能抑制肾脏感染引起的 MYC 表达增加，减少 MYC 依赖的基因表达，降低肾毒性相关基因的表达，减轻肾脏病理损伤。同时，rLon 还能抑制 L - MYC 和 N - MYC 的激活，对癌症模型中的 MYC 依赖基因表达也有显著抑制作用，且没有明显的脱靶效应1112。
7. 对健康小鼠的影响：对健康小鼠的研究表明，rLon 处理对稳态 MYC 基因表达的影响较小，这意味着 rLon 可能更倾向于靶向疾病状态下异常的 MYC 表达，从而降低脱靶风险1314。

研究结论与意义

这项研究揭示了细菌 Lon 蛋白酶抑制 MYC 的多靶点机制。它不仅能够通过 NTD 与 MYC 结合，抑制 MYC/MAX 二聚化，还能直接降解 MYC 蛋白，从多个层面调控 MYC 依赖的基因表达。在疾病模型中，rLon 展现出了显著的治疗效果，能够抑制感染和癌症相关的 MYC 异常激活，减轻肾脏损伤，且对健康小鼠的稳态 MYC 表达影响较小。这一研究成果为开发针对 MYC 异常激活相关疾病的治疗方法提供了新的方向，有望成为替代抗生素治疗细菌肾脏感染的新策略，也为在其他疾病中实现 MYC 抑制提供了有力的理论支持和潜在的治疗工具。同时，研究中对细菌 Lon 蛋白酶与人类蛋白相互作用的分析，也为理解微生物与哺乳动物宿主的共同进化提供了新的视角，具有重要的科学意义和临床应用价值。