靶向 BRISC 复合物的新型分子胶：炎症性疾病治疗的新曙光

为解决 JAMM/MPN DUBs 选择性抑制剂难题，研究人员开展 BRISC 复合物研究，发现 BLUEs 可抑制炎症信号，具重要意义。

　　在生命的微观世界里，细胞信号传导如同精密的交响乐，其中去泛素化酶（Deubiquitylases，DUBs）则是重要的指挥家。它们通过控制蛋白质的活性、定位和稳定性，在细胞信号传导中发挥着关键作用。一旦这些 “指挥家” 出现功能异常，就如同交响乐失去了和谐，会引发一系列疾病，包括自身免疫性疾病、癌症、代谢性疾病和神经退行性疾病等。因此，DUBs 成为了药物研发中备受瞩目的治疗靶点。

BRCC36 是一种 JAMM/MPN（JAB1、MOV34、MPR1、Pad1 N - 末端）金属去泛素化酶，它能选择性地切割 K63 连接的泛素链，在细胞中以两种复合物形式存在：细胞质中的 BRCC36 异肽酶复合物（BRISC）和细胞核中的 Abraxas 1 调节异肽酶复合物（ARISC）。BRISC 通过稳定 I 型干扰素受体（IFNAR1）来调节 I 型干扰素（IFN）信号传导，而 ARISC 则与乳腺癌 1 型易感蛋白（BRCA1）相互作用，促进 DNA 损伤修复。

在 I 型干扰素信号通路中，BRISC 介导的 IFNAR1 去泛素化会增强 Janus 激酶（JAK） - 信号转导和转录激活因子（STAT）信号传导以及 IFN 刺激基因（ISG）的表达。然而，过高的 ISG 表达与自身免疫性疾病，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎和系统性硬化症（SSc）等密切相关。研究发现，BRISC 缺陷的小鼠能够免受过度的 IFN 信号传导和炎症的影响，这表明抑制 BRISC 有望成为缓解慢性炎症和自身免疫性疾病病理的有效策略。

尽管在针对泛素特异性蛋白酶（USP）家族的 DUBs 选择性靶向研究中取得了一些进展，但对于 JAMM/MPN DUBs，目前大多数抑制剂都是广谱锌螯合剂，缺乏针对 BRCC36 复合物的选择性抑制剂。现有的 JAMM/MPN DUB 抑制剂大多靶向保守的锌结合口袋，这给选择性抑制剂的设计带来了巨大挑战。

为了攻克这些难题，来自英国利兹大学、美国威斯塔研究所、宾夕法尼亚大学等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Structural & Molecular Biology》上，为该领域带来了新的突破。

研究人员运用了多种关键技术方法。在蛋白质纯化方面，利用昆虫细胞表达系统纯化了多种 BRISC 和 ARISC 复合物。通过生化筛选，以带有内部淬灭荧光团（IQF）的 K63 连接的二泛素底物检测 BRISC 的活性，从化合物库中筛选抑制剂。借助冷冻电镜（cryo - EM）技术，解析了 BRISC 与抑制剂结合的复合物结构，确定了抑制剂的结合位点和作用机制。还运用了质谱技术，如 HDX - MS 分析抑制剂结合后 BRISC 亚基的构象变化；利用 Dianthus 光谱位移测定法研究 BLUEs 与内源性抑制剂 SHMT2 的竞争结合。此外，通过构建细胞模型，如 THP - 1 细胞和 MCF10A 细胞，研究 BLUEs 对 IFN 信号通路的影响，并对健康志愿者和 SSc 患者的外周血单个核细胞（PBMCs）进行分析，探究 BLUEs 在疾病背景下的作用。

研究结果如下：

• 鉴定出新型选择性 BRISC 抑制剂：研究人员设计了一种生化筛选方法，从 320 种激酶抑制剂库中筛选出了对 BRISC 具有选择性抑制作用的化合物。最初，他们发现化合物 AT7519（孔 H20）和 YM201636（孔 P12）为潜在的 hits，但进一步研究发现孔 H20 中的化合物并非 AT7519。经过合成和验证，确定 JMS - 175 - 2 为真正的 BRISC 抑制剂，其半数抑制浓度（IC₅₀）为 3.8 μM。此外，FX - 171 - C 作为 JMS - 175 - 2 的类似物，IC₅₀为 1.4 μM，且对 BRISC 具有更高的选择性，对其他 JAMM/MPN DUBs 和 ARISC 复合物的抑制作用较弱。
• BRISC 抑制剂稳定自抑制二聚体：通过质量光度法和冷冻电镜分析，研究人员发现 BRISC 在溶液中存在单体和二聚体形式，而 JMS - 175 - 2 和 FX - 171 - C 能够促进 BRISC 二聚体的形成。冷冻电镜结构显示，抑制剂结合在由 BRCC36、Abraxas 2 和 BRCC45′形成的复合位点上，稳定了一个 16 亚基的 BRISC 二聚体，该二聚体处于自抑制构象，阻止了泛素链的结合和加工。
• BLUE 结合口袋的特征：BLUE 化合物结合在靠近催化锌但不与锌或 BRCC36 活性位点残基结合的位置，属于非竞争性 JAMM/MPN DUB 抑制剂。其结合口袋由 BRCC36、Abraxas 2 和 BRCC45′的多个残基构成，包括 BRCC36 的 S - 环（β4 - α3）和 β5 - β6 链之间的区域、Abraxas 2 的 β5 链和 p5 - B6 环，以及 BRCC45′的 α6 和 α10 螺旋。
• 人特异性 BRCC36 环促进 BRISC 二聚体形成：序列分析表明，BLUE 化合物对人 BRISC 的选择性高于其他物种的 BRISC，这主要归因于人 BRCC36 中一个 25 个氨基酸的延伸环（残基 184 - 208）。删除该环会降低人 BRISC 对抑制剂的敏感性，减少二聚体的形成。
• BLUEs 减少 IFN 信号传导：通过细胞实验，研究人员发现 BLUE 化合物能够降低 IFN 刺激的反应元件（ISRE）的相对表达，减少 IFNAR1 的表面水平，增加 IFNAR1 的泛素化水平。在 PBMCs 中，BLUE 处理降低了 IFN 诱导的 ISG 表达和 CXCL10 的分泌，在 SSc 患者的 PBMCs 中也观察到类似的效果，表明 BLUEs 可能是治疗 I 型干扰素介导的疾病的潜在策略。
• MGs 和 SHMT2 共享结合口袋：代谢酶 SHMT2 与 BRISC 相互作用调节 IFNAR1 信号传导，研究发现 BLUE 化合物与 SHMT2 在 BRISC 上的结合位点重叠。光谱位移测定法显示，BLUEs 能够减少 SHMT2 与 BRISC 的结合，表明它们之间存在直接竞争关系。

研究结论和讨论部分指出，该研究首次发现了选择性抑制 BRISC 的小分子抑制剂，这些抑制剂作为分子胶（MGs）稳定了自抑制的 BRISC 二聚体，从而抑制了 BRISC 的活性。BLUEs 通过降低 ISG 表达，减少 IFN 受体表面水平，为治疗自身免疫性疾病提供了一种新的策略。此外，这种通过促进蛋白质 - 蛋白相互作用来抑制大分子复合物的方法，为设计具有保守活性位点的 DUBs 或其他大分子复合物的选择性抑制剂提供了模板，有望在未来的药物研发中发挥重要作用。然而，目前的化合物效力与临床 JAK 抑制剂相比仍有提升空间，后续需要进一步研究更有效的药物样抑制剂，以明确 BRISC 二聚体在细胞和动物模型中的调节机制，推动该研究成果向临床应用转化。