摘要
核受体结合SET域蛋白(nuclearreceptorbindingSETdomainproteins,NSD)是一种组蛋白甲基转移酶，包括三个成员，分别是NSD1、NSD2以及NSD3。这三个成员在结构上高度保守，均可以特异性地修饰H3K36me的二甲基化，激活基因转录。NSD2与NSD3广泛参与到肿瘤细胞的多种生物学过程中，例如促进细胞增殖，抑制细胞凋亡，促进细胞周期检查点以及细胞迁移等。通过临床流行病学调研发现，NSD2与NSD3基因在乳腺癌中均过度表达，并且高表达量与较短的生存期呈正相关。目前关于乳腺癌中靶向NSD2与NSD3的抗肿瘤作用研究鲜有报道，相关抑制剂研发处于起步阶段。本研究通过开发不同类型的NSD2与NSD3高效高选择性的抑制剂与降解剂，并利用化学生物学手段研究抑制NSD2与NSD3在乳腺癌中的作用。 本研究筛选获得NSD2SET结构域抑制剂MCB-20-242。在分子水平上，MCB-20-242特异性抑制NSD2酶活性IC50=0.74μM,对其他的组蛋白甲基转移酶不具有抑制效果。在细胞水平上，MCB-20-242对多种血液肿瘤细胞均有良好的抑制效果，对乳腺癌细胞MDA-MB-231的增殖抑制活性为IC50=2.19μM。MCB-20-242可以显著诱导细胞凋亡以及抑制基因启动子区域H3K36me2修饰抑制下游基因转录。体内实验结果显示MCB-20-242可以抑制KMS-11SCID小鼠皮下移植瘤的生长。 敲降NSD3蛋白可以抑制乳腺癌细胞增殖，但NSD3PWWP1结构域拮抗剂无此效应。通过与药物化学家合作，本研究以NSD3PWWP1结构域拮抗剂BI-9321为靶蛋白配体，拟肽衍生物为E3连接酶配体，合成一系列NSD3降解剂并对其降解活性进行评价。其中10个碳原子长度的NSD3降解剂WCY2158降解能力最佳，显著抑制乳腺癌细胞增殖，使乳腺癌细胞发生G0/G1期阻滞。 本研究利用RNAi技术敲除乳腺癌细胞中NSD2与NSD3,证明两者与乳腺癌细胞增殖相关，是潜在的乳腺癌抗肿瘤治疗靶点。进一步使用不同类型的NSD3抑制剂与NSD2抑制剂联合，观察协同用药效应。结果显示，使用NSD3降解剂可以增敏NSD2抑制剂的抗肿瘤活性，促进细胞凋亡。但仅抑制NSD3的PWWP1结构域则无法产生对NSD2抑制剂的增敏效应。NSD3降解剂与NSD2抑制剂联用的转录本测序显示，细胞周期以及DNA修复相关基因发生变化，包括中心体相关激酶NEK2等。联合用药作用后，NEK2启动子区域H3K36me2水平显著下调，并抑制下游RB基因及其蛋白磷酸化水平。以上结果提示在乳腺癌中NSD2与NSD3可能存在相互作用，共同介导NEK2的转录激活，控制相关癌基因表达。 综上所述，本研究开发了NSD2SET结构域抑制剂与NSD3降解剂，发现均对乳腺癌细胞有增殖抑制作用。通过联合用药发现NSD2抑制剂与NSD3降解剂协同作用抑制NEK2的表达抑制乳腺癌细胞，为乳腺癌治疗提供了新依据。
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