科研人员研发新型G-四链体共价结合铂配合物 用于癌症免疫治疗

核酸功能的执行不仅与其序列有关，还取决于其二级结构的形成。G-四链体（G4）结构作为一种特殊的核酸二级结构普遍存在于基因组中，并且在细胞生物学中发挥着重要作用，包括端粒生物学、基因组稳定性、复制、转录、翻译、核酸/组蛋白修饰和高级染色质结构。近几十年来，G4已发展成为有前景的癌症治疗靶点。然而，由于G4结构在体内具有高度动态性和微环境依赖性，配体如果仅通过弱相互作用与G4结合，可能会产生脱靶效应，限制其抗肿瘤活性。控制G4配体的可及性和限制其在体内的脱靶效应仍然是一个重大挑战。值得注意的是，配体与G4的共价结合作为一种不可逆的相互作用，在G4调控中起着特定的作用，但这方面的研究甚少，尤其是在分子水平上的研究。因此，在分子水平上研究配体与G4之间的共价相互作用对于充分利用共价结合来研究G4的功能和治疗疾病具有重要意义。另外，近年来随着免疫疗法的发展，靶向G4药物的研究再次受到重视。然而，目前G4在免疫治疗中的作用尚不清楚，进一步了解G4介导的免疫治疗机制对于开发G4靶向药物和治疗疾病至关重要。

近日，中山大学化学学院毛宗万教授团队设计了一类由有机配体和铂单元组成的新型有机-铂杂化体（L1-cispt和L1-transpt），通过空间匹配引导与G4结合，同时通过铂单元与G4的共价结合将其锁定在结合位点（图1）。L1-transpt-MYT1L G4复合物的溶液结构表明，当L1-transpt与G4的动态空间结合达到平衡时，L1-transpt破坏了A5-T17碱基对，实现了MYT1L G4中G6残基的N7与铂单元的共价结合，而L1-transpt配体中的有机大平面通过π-π堆积作用结合在G-四分体平面上，这与作者之前报道的弱相互作用引导的空间结合不同（图2）。这是第一个配体与G4共价结合的溶液结构，对G4共价结合配体的设计具有重要意义。

图1 铂配合物的化学结构、MYT1L G4的结构以及本研究工作的总结图

图2  L1-transpt-MYT1L G4复合物的NMR溶液结构 (PDB code: 8IJC)

作者进一步探索了G4共价结合配体引起的免疫反应行为。L1-cispt和L1-transpt通过增加微核形成和DNA损伤来发挥全基因组效应。G4Del-seq和RNA-seq显示L1-cispt和L1-transpt影响肿瘤通路、胞质DNA感受通路和免疫应答等信号通路。进一步实验表面L1-cispt和L1-transpt激活RIG-I通路，诱导免疫原性细胞死亡（ICD）。使用L1-cispt/L1-transpt处理的细胞作为治疗疫苗能刺激免疫反应，并能有效抑制小鼠体内肿瘤的生长（图1）。与不具有DNA反应性的配体相比，具有DNA反应性的配体有更强的免疫治疗效果，这表明在创新药物设计中，特异性空间识别和共价锁定的合理结合有利于增强药物效力。该工作为G4共价结合铂配合物在免疫治疗中的应用开辟了一条途径。

相关成果发表在Angewandte Chemie International Edition上，文章的第一作者是中山大学博士生刘柳宜（现为南京大学博士后），通讯作者是中山大学毛宗万教授。上述研究得到了国家自然科学基金等经费的支持。