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科学家发现癌细胞隐藏弱点:Wee1抑制剂毒性机制被揭示,靶向治疗有望减毒增效

一项发表于《自然》杂志的新研究揭示,Wee1激酶在细胞周期早期扮演着此前未被认识的关键角色——它通过抑制APC/C-CDH1蛋白降解复合体,帮助健康细胞启动DNA复制。这一发现不仅解释了Wee1抑制剂在临床试验中产生严重毒副作用的机制,也为优化癌症靶向治疗策略提供了全新思路。

在肿瘤治疗领域,Wee1激酶一直被视为极具吸引力的药物靶点。其理论基础在于:约半数癌症中肿瘤抑制蛋白p53失活,使得癌细胞失去DNA损伤后的细胞周期检查点控制;此时Wee1作为“备用刹车”,阻止携带受损DNA的细胞进入分裂期。癌细胞对Wee1的依赖,理论上为药物选择性杀伤提供了窗口。然而,Wee1抑制剂在临床试验中引发的严重副作用,始终困扰着其临床转化。

早期细胞周期中的隐藏功能

来自英国MRC医学科学实验室(LMS)、牛津大学和伦敦大学学院的研究团队,对Wee1在细胞周期早期的功能进行了系统检验。他们首先基于已有科学文献构建数学模型,预测抑制Wee1后细胞将发生的变化。然而实验结果与模型预测迅速出现分歧。LMS细胞周期控制研究组负责人Alexis指出:“我们很快发现,基于文献构建的Wee1模型是错误的,因为我们在细胞中观察到的现象与模型不符。此前被忽略的,正是Wee1在细胞周期早期的一个功能。”

研究揭示,Wee1通过调控一个蛋白降解复合体——APC/C-CDH1——来发挥作用。该复合体负责降解DNA复制所需的分子,相当于DNA复制起始的“分子闸门”。Wee1能够关闭这一复合体,从而允许DNA复制启动;而当Wee1被抑制时,该复合体持续活跃,细胞便无法顺利进入S期,复制过程被延迟甚至阻断。

这一机制在健康细胞中同样存在。Alexis解释道:“我们认为患者接受Wee1抑制剂治疗时,药物阻断了他们体内正常快速增殖细胞——比如结肠和血液系统中的细胞——启动DNA复制的能力。这些细胞因此被困住,无法产生新细胞,这可能正是部分毒性副作用的来源。”

重新理解毒副作用与治疗窗口

该发现从根本上改变了对Wee1抑制剂毒性机制的理解。此前,Wee1的功能研究主要集中于细胞周期后期,靶向其在G2/M检查点的作用被视为合理的抗癌策略。但Alexis表示:“Wee1抑制剂在患者中的副作用很难用这些已知功能来解释,因此我们开始怀疑Wee1是否还有其他未被认识的功能。我们决定观察细胞周期更早的阶段,看看是否遗漏了什么。”

这一发现具有直接的临床转化意义。如果毒副作用确实与Wee1调控蛋白降解复合体的早期功能相关,那么那些APC/C-CDH1复合体活性降低的癌症,可能对Wee1抑制剂尤为敏感。这为筛选获益人群提供了潜在的生物标志物,并可能创造一个治疗窗口——在较低剂量下即可杀伤癌细胞,同时减少对健康细胞的损伤,从而降低副作用。

研究团队还提出,未来或可探索不同的Wee1抑制策略,以规避其在早期细胞周期中的功能。Alexis表示:“我们开始思考是否有其他抑制Wee1的方式能够绕过这一早期功能,尽管如何实现仍是正在进行的工作。”

从模型到临床的验证之路

该研究的方法学路径值得关注:团队先以文献为基础构建数学模型,再在健康细胞和癌细胞中进行实验验证,最终通过模型与实验的偏差锁定了被忽视的早期功能。这种“计算预测—实验检验—机制修正”的策略,体现了系统生物学方法在揭示经典蛋白新功能中的价值。

目前,研究人员计划在临床前模型中进一步检验该研究的预测,并在正在参与Wee1抑制剂临床试验的患者中进行验证。这些测试将有助于确定新发现的早期功能是否能够解释毒性效应,以及如何据此指导更安全的治疗策略。Alexis提出了更宏观的问题:“既然我们发现了Wee1的这个新功能,那么是否还有其他我们尚未认识的功能?由于此前没有观察正确的细胞周期阶段,我们可能还遗漏了什么?”

该研究由英国医学研究理事会(MRC)和英国癌症研究中心(Cancer Research UK)资助。


Journal Reference:
“WEE1 opposes APC/CCDH1 activity to promote S phase entry” by Luc-Alban Vuillemenot, Lucas G. Morales, Calin-Mihai Dragoi, Betheney R. Pennycook, Edward Harris, Liuyang C. Lin, William A. Weston, Jade-Ellen Brown, Emma Graham, Leelou Moulin, Ivan Andrew, Georgia Roumelioti, Alex Montoya, Laurence Game, George R. Young, Keshava K. Datta, Pavel Shliaha, Béla Novák, Hiroyuki Yamano and Alexis R. Barr, 21 October 2026, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-026-11188-x

(责任编辑:泉水)