6月22日，中国科学院上海营养与健康研究所陈雁研究组在国际学术期刊Pharmaceuticals在线发表题为“Discovery of Macrocyclic Peptide Inhibitors Targeting MYC Oncoprotein via mRNA Display”的研究论文。该研究首次将酪氨酸酶介导的大环化策略与mRNA Display技术相结合，成功筛选出靶向转录因子MYC的高亲和力大环肽，并通过穿膜肽修饰实现胞内递送，有效抑制MYC转录活性及肿瘤细胞增殖，为靶向“不可成药”靶点的药物开发开辟了新路径。

MYC是公认的最重要的癌基因之一，在超过70%的人类肿瘤中存在异常激活。然而，MYC蛋白本身缺乏稳定的疏水结合口袋，呈高度无序结构，使其长期被视为“不可成药”靶点。既往策略如小分子抑制剂、Miniprotein及PROTAC降解剂等均存在亲和力低、透膜性差或代谢不稳定等局限。因此，开发新型靶向MYC的分子实体是肿瘤治疗领域的迫切需求。

针对这一挑战，陈雁研究组首先在实验室建立mRNA Display技术平台，创新性地将mRNA Display技术与酪氨酸酶（megTYR）催化的头尾大环化反应结合，构建了库容量达10¹³的大环肽库，并针对全长MYC蛋白进行四轮亲和筛选。通过DNA测序分析，研究团队鉴定出一系列富集显著的大环肽序列，其中候选分子CP2、CP4和CP5展现出浓度依赖性的MYC结合活性，生物层干涉（BLI）实验测得CP5的解离常数（Kd）达2.47 μM，且不与非靶标蛋白BSA结合，显示出良好的选择性。

为克服环肽的细胞膜通透性瓶颈，研究团队将HIV-1 TAT穿膜肽与候选环肽进行融合，获得TAT-CP2和TAT-CP5。功能验证表明，TAT融合显著增强了环肽的抗增殖活性，在MYC高表达的MDA-MB-231、HeLa、MDA-MB-468及MDA-MB-453等肿瘤细胞中，半数抑制浓度（IC50）降至1~3 μM，较未修饰环肽活性提升逾3倍。相比之下，在MYC低表达的MDA-MB-157细胞中抑增殖效果显著减弱，表明其作用依赖于MYC水平。此外，线性对照肽完全丧失活性，证实环状构象对生物功能至关重要。

转录组学分析进一步揭示，TAT-CP5处理MYC过表达的HEK293T细胞后，经典MYC靶基因集显著下调（NES = -2.708, FDR < 0.001），且大量MYC调控的下游基因表达被抑制，表明该环肽能特异性阻断MYC的转录功能。值得注意的是，免疫共沉淀实验显示TAT-CP5并不干扰MYC与MAX的二聚化，提示其作用机制有别于已知的MYC-MAX抑制剂，可能通过别构调控或干扰MYC与染色质/辅助因子的相互作用发挥作用。

综上，该研究首次证实mRNA Display技术可直接针对无序转录因子MYC进行高效环肽配体发现，突破了传统基于结构的药物设计局限；同时，穿膜肽修饰策略有效解决了环肽胞内递送难题，为靶向“不可成药”靶点提供了通用性技术平台。研究获得的TAT-CP5环肽系列分子，结构紧凑、活性明确，可作为先导化合物用于后续抗肿瘤药物开发，具有重要的转化医学潜力。

中国科学院上海营养与健康研究所陈雁研究员为论文的通讯作者，博士生陈金珠为论文的第一作者。该研究工作得到了国家自然科学基金委重点项目的资助。

图：mRNA Display技术平台靶向“不可成药”MYC的大环肽筛选工作流程

论文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42356584/

推送单元：陈雁研究组、科技规划与任务处