在细胞微观世界里,微管蛋白(Tubulin)如同生命体的 「纳米级钢筋骨架」,是癌症治疗的重要靶点。科学家们二十年来持续破解着它的结构密码,试图找到更精准的抗癌武器。2025 年 3 月 11 日,四川大学华西医院多学科团队在
PNAS
揭晓了第九把「分子钥匙」——Tumabulin 位点,这项突破或将改写抗癌药物的研发规则。
癌细胞分裂时,Tubulin 组成的微管网络如同施工脚手架。传统抗癌药物就像不同种类的拆楼工具:紫杉醇是 " 钢筋加固剂 ",让脚手架过度硬化;长春碱则是 " 螺栓拆卸器 ",直接瓦解支撑结构。
研究团队另辟蹊径,发现了名为 Tumabulin 位点的全新靶区。这个隐藏在 α/β-Tubulin 和 RB3 蛋白交界处的「分子开关」,激活后可大幅提升 RB3 的拆解效率。「就像给拆楼团队配备了智能导航,让药物精准锁定癌变部位的脚手架。」论文通讯作者杨建洪副研究员解释道。
通过解析晶体结构,科学家首次捕捉到 TM1 分子在 Tubulin 上的双重结合模式:
既锚定于传统靶点,又像分子胶水般黏附在新发现的 Tumabulin 位点。
更巧妙的是,改造后的 TM2 分子完全舍弃传统靶点,专门激活这个新型「分子开关」。
「当 TM2 嵌入 Tubulin-RB3 复合物时,就像触发了多米诺骨牌效应。」论文共同通讯作者陈强研究员展示着三维结构动画,「β-Tubulin 的 E194 发生位移,与 RB3 形成盐桥;R61 则像机械臂般展开,同时抓住药物分子和微管蛋白。」这种精密的构象变化使 RB3 与微管蛋白的结合力增强 12 倍,微管解聚效率显著提升。
实验数据显示,这种新型靶向策略展现出优异的选择性:在 RB3 高表达的肺癌细胞中,TM2 使癌细胞增殖率下降 80%,而对正常细胞影响甚微。免疫荧光显微镜下,经 TM2 处理的癌细胞内部,原本规整的微管网络变成散落的「断瓦残垣」。
「传统微管药物像地毯式轰炸,我们设计的 TM2 更像 GPS 制导导弹。」 护理创新研究中心黎勇副研究员比喻道。该发现不仅为三阴性乳腺癌等难治癌症带来新希望,其「靶点依赖」的作用机制更开创了精准抗癌新范式。
这项突破由华西医院生物治疗全国重点实验室陈俐娟/杨建洪团队、陈强团队与护理创新研究中心黎勇团队联合完成,四川大学华西医院为该研究唯一完成单位。
值得一提的是,在目前已知的 9 个 Tubulin 结合位点中,有 3 个是该研究团队首次报道的。从 2016 年发现 Pironetin 位点
(Nature Communications, 2016),
到 2021 年破解 Cevipabulin 密码
(Science Advances, 2021),
再到此次揭示 Tumabulin 位点,华西团队持续绘制着 Tubulin 的「三维作战地图」。
www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2424098122
审核:陈强
图片版权:PNAS、图虫创意
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