9月10日，國際學術(shù)期刊Nature Biotechnology在線發(fā)表了中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心（生物化學與細胞生物學研究所）姜海研究組聯(lián)合廈門大學生命科學學院鄧賢明教授團隊的最新研究成果：“A rapid imaging-based screen for induced-proximity degraders identifies a potent degrader of oncoprotein SKP2”。該研究開發(fā)了蛋白降解劑的新型高通量篩選平臺，并成功運用該體系發(fā)現(xiàn)了靶向泛素連接酶STUB1的新型分子膠降解劑，實現(xiàn)對腫瘤驅(qū)動蛋白SKP2的高效清除。

在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，很多具有明確醫(yī)學意義的疾病驅(qū)動蛋白屬于傳統(tǒng)認知中的"難以成藥"類型——這類蛋白因缺乏酶活性中心等可靶向的結(jié)構(gòu)特征，一直以來都是抑制劑設計的難點。此類靶點對應著大量未被滿足的臨床需求，而現(xiàn)有靶向藥物卻極為匱乏。針對這一難題，通過分子膠降解劑誘導其靶向降解正成為關(guān)鍵突破路徑：該技術(shù)無需靶點蛋白具備明確結(jié)合口袋，僅借助靶點與細胞內(nèi)降解機器（如E3泛素連接酶）的界面相互作用即可觸發(fā)降解，對蛋白結(jié)構(gòu)特性要求顯著降低，被視為攻克"不可靶向"靶點的核心策略。分子膠降解劑也已成為學界與工業(yè)界近年的研發(fā)焦點。

然而，該領(lǐng)域長期受制于一個關(guān)鍵瓶頸：分子膠降解劑的發(fā)現(xiàn)高度依賴偶然性，缺乏系統(tǒng)高效的篩選體系。為破解這一難題，姜海研究組開發(fā)了新型高通量篩選平臺。降解劑篩選方法的困境在于：化合物誘導目標蛋白降解的本質(zhì)是細胞內(nèi)的微觀分子事件，本身不產(chǎn)生可直接觀測的宏觀表型。對此，姜海團隊設計了一種低成本、易操作的自動化篩選體系——通過將疾病靶點蛋白與條件性自殺蛋白FKBP12 F36V-CASP9融合，并利用病毒載體構(gòu)建穩(wěn)定表達細胞系。該設計的核心邏輯是：當條件性自殺蛋白被激活時，細胞將在數(shù)小時內(nèi)完全死亡；而若篩選化合物能成功降解目標蛋白（連帶降解與之融合的自殺蛋白），則細胞在加入激活劑前已無自殺蛋白存在，可維持正常存活。由此，原本不可見的蛋白降解過程被轉(zhuǎn)化為清晰的"死亡-存活"宏觀表型，通過384孔板的自動化明場成像，即可發(fā)現(xiàn)具有細胞存活的細胞孔并鎖定潛在降解劑，再通過Western blot等技術(shù)驗證?；谶@一DEFUSE（DEath FUSion Escaper）篩選體系，研究人員可在一周內(nèi)完成上萬個化合物對數(shù)十個靶點蛋白的篩選，不僅大幅提升了效率，更以低成本、高靈敏度特性為蛋白靶向降解研究提供了通用工具。

利用該體系，姜海團隊與鄧賢明團隊合作，從化合物庫中篩選出腫瘤驅(qū)動蛋白SKP2的小分子降解劑SKPer1。深入研究表明，SKPer1屬于新型分子膠降解劑，其作用機制是通過介導SKP2與泛素連接酶STUB1的空間鄰近，進而引發(fā)SKP2的泛素化降解。實驗顯示，SKPer1能特異性殺傷SKP2高表達的癌細胞系，在小鼠腫瘤模型中同時表現(xiàn)出良好的安全性與顯著抑瘤效果。

該研究為"不可成藥"的SKP2靶點提供了全新拮抗策略和藥物開發(fā)路徑，并將廣譜表達的泛素連接酶STUB1引入分子膠降解領(lǐng)域，拓展了降解機器的應用范圍。該研究還開發(fā)了一種基于SKP2序列的10氨基酸短肽標簽——將該標簽與MYC、KRAS等靶標蛋白融合后，SKPer1可將其定向招募至STUB1附近實現(xiàn)降解。這一標簽技術(shù)為蛋白降解研究及基因功能探索提供了便捷工具。

分子細胞卓越中心姜海研究員和廈門大學生命科學學院鄧賢明教授團隊為該論文的共同通訊作者。分子細胞卓越中心博士后褚衍凱、博士生陳奭爽、陳寅、方慧玲及廈門大學生命科學學院博士生陽明洋為論文的共同第一作者。該研究得到分子細胞卓越中心化學生物學技術(shù)平臺、細胞分析技術(shù)平臺、分子生物學技術(shù)平臺和動物實驗技術(shù)平臺的支持。該項研究得到了國家重點研發(fā)計劃、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項、國家自然科學基金等的資助。

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41587-025-02793-8

高通量篩選平臺示意圖