去泛素化酶（DUBs）是生命体内泛素化修饰体系中关键的调控组件。人体内有近百种去泛素化酶，其中多个被发现在生理与病理过程中起着重要调控作用。多种去泛素化酶通过剪切致病蛋白被修饰的泛素链，来抑制后者的降解，进而间接促进疾病的发生与发展。因此，去泛素化酶为多种难以直接靶向的疾病治疗靶点提供了可能的干预策略。然而，目前已报道的、作用机制明确的去泛素化酶抑制剂非常有限。两个与免疫和DNA损伤修复相关的去泛素化酶——OTUB1和USP8——已被报道在肿瘤中调控多种致癌蛋白的稳定性，然而其抑制剂的研制均处于早期阶段。

近日，中国科学院生物与化学交叉研究中心谭立课题组与复旦大学药学院陈刚课题组、仁济医院庄光磊课题组合作，在J Med Chem期刊上发表研究论文“Discovery of Potent OTUB1/USP8 Dual Inhibitors Targeting Proteostasis in Non-Small-Cell Lung Cancer”，报道了高活性、高特异性的OTUB1/USP8双重抑制剂化合物61的研制，并对双重抑制OTUB1/USP8作为非小细胞肺癌的治疗策略的可行性进行了初步评估。在该项研究中，他们首先对已报道的去泛素化酶抑制剂进行筛选，发现已报道的USP1抑制剂SJB2-043及其类似物，对OTUB1体外酶活表现出非常突出的抑制活性。经过一系列构效关系研究，他们最终研制出活性、特异性和水溶性更为优化的先导化合物61。61在体外以亚纳摩尔级的IC₅₀抑制OTUB1和USP8，但对USP1等多个去泛素化酶的IC₅₀均为微摩尔级。分子对接和点突变试验结果均表明，61通过与OTUB1的S1位点结合来干扰后者与泛素链的结合。同时，61在体外与细胞中对OTUB1和USP8均表现出显著的去稳定化作用，并在H1975等RTK突变激活的非小细胞肺癌细胞株中展现出更明显的生长抑制效果。进一步研究表明，OTUB1和USP8的双重抑制同时下调细胞中UBE2N和EGFR的稳定性，进而产生对H1975等癌细胞更强的生长抑制效果。最后，61在非小细胞肺癌小鼠肿瘤模型上也展现出显著的疗效（图1）。

图1. OTUB1/USP8双重抑制剂61的研制

这些发现表明，在非小细胞肺癌乃至其他癌症的临床治疗中，同时靶向OTUB1和USP8是一种具有潜质的干预策略。考虑到OTUB1和USP8均被报道与肿瘤免疫相关，61在抑制癌细胞生长的同时是否也促进机体对肿瘤的免疫应答，仍有待在相关的动物肿瘤模型上进一步研究。这项研究受国家自然科学基金委、上海市科委和中国科学院资助完成。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jmedchem.2c00408