中科院化学所王春儒研究员团队《AHM》：新型富勒烯化合物精准狙击肺癌关键蛋白YTHDF1，开辟抗癌新路径！

近日，中国科学院化学研究所王春儒研究员团队在国际知名期刊《Advanced Healthcare Materials》上发表了最新研究成果。该研究首次揭示一类名为吡咯烷鎓富勒烯衍生物的小分子化合物，能高效抑制一种关键的RNA修饰阅读器——YTHDF1蛋白，从而显著遏制肺癌进展。这项研究不仅拓展了富勒烯材料在生物医学领域的应用，更为靶向干预m⁶A通路治疗癌症提供了新策略。

诱导G0/G1细胞周期阻滞，抑制肿瘤细胞增殖

研究团队设计并合成了三种吡咯烷鎓富勒烯衍生物（NDMPFI、NMBPFI、NMHPFI）。这些化合物在水中能自组装形成粒径约30纳米、表面带正电荷的纳米胶束，具有良好的分散性和稳定性。细胞实验表明，这类化合物对多种肿瘤细胞的增殖具有抑制作用（IC₅₀值在15-35 μM范围内）。聚焦其中活性最优的化合物NDMPFI，研究团队在A549肺癌细胞中进行了深入探究。EdU实验显示，NDMPFI处理使DNA合成信号（绿色荧光）比对照组降低约80%。流式细胞术分析证实，NDMPFI能将癌细胞“冻结”在G0/G1期，该期细胞比例显著上升（+14.79%），而DNA合成期（S期）细胞比例大幅下降（-14.33%）。Western blot检测排除了NDMPFI通过诱导细胞凋亡（如PARP和Caspase-3的剪切）起作用的可能性。机制研究揭示，NDMPFI能显著下调G1期关键调控因子（如c-Myc、pRB、Cyclin D1、CDK4）的表达，从而有效阻滞细胞周期，抑制增殖。

 抑制肿瘤转移

NDMPFI也能显著抑制肿瘤细胞的侵袭迁移。划痕愈合实验中，A549细胞的迁移能力从64.5%减少至约25%。Transwell实验进一步证实，NDMPFI能剂量依赖性地抑制肿瘤细胞侵袭。NDMPFI显著下调了EMT（上皮-间质转化）过程的关键标志蛋白（β-catenin、N-cadherin、Vimentin、MMP1）的表达，有效阻断了肿瘤细胞的转移潜能。

精准靶向YTHDF1，抑制下游信号通路

YTHDF1是一种在肺腺癌中高表达的m⁶A阅读蛋白，能促进肿瘤进展。NDMPFI能特异性降低YTHDF1蛋白水平。它通过转录后调控抑制关键癌基因c-Myc（影响蛋白而非mRNA），并下调YTHDF1的下游调控因子E2F8（影响mRNA和蛋白），以及CDK6等周期相关基因。NDMPFI诱导的YTHDF1降解部分依赖于蛋白酶体途径。综合来看，NDMPFI通过靶向YTHDF1，干扰c-Myc和E2F8等关键通路，从而阻断肿瘤细胞增殖。

 直接结合与机制验证

研究团队利用表面等离子共振（SPR）和细胞热迁移实验（CETSA）确证了吡咯烷鎓富勒烯衍生物对YTHDF1具有高亲和力（SPR测得纳摩尔级亲和力，其中NMBPFI K_d=123 nM；CETSA显示NDMPFI提高YTHDF1热稳定性）。分子对接和动力学模拟显示YTHDF1表面存在一个适配富勒烯的疏水口袋，关键氨基酸残基（W107, W48, C49, T51, Y34）与富勒烯衍生物形成稳定相互作用（结合能<-50 kcal/mol）。这种结合最终导致YTHDF1蛋白稳定性下降、被泛素化降解，进而引发下游信号扰动和细胞周期阻滞。

 强效抑瘤且安全

在肺癌（LLC）小鼠模型中，NDMPFI（9.2 mg/kg，腹腔注射）显著抑制肿瘤生长，抑瘤率高达60.1%。治疗期间小鼠体重稳定，主要器官无显著毒性，安全性良好。TUNEL染色显示肿瘤坏死增加，Ki67染色表明增殖活性下降超过75%，确证其体内抗肿瘤效果。在活体水平，NDMPFI下调肿瘤组织中的YTHDF1、Cyclin D1、CDK4蛋白，并逆转EMT过程（间质标志物N-cadherin、Vimentin降低，上皮标志物E-cadherin升高）。MALDI-TOF-MS成像显示，静脉注射后NDMPFI主要分布在肝脏、脾脏、肾脏等器官。

【总结与展望】

这项研究首次报道了吡咯烷鎓富勒烯衍生物作为高效的YTHDF1小分子抑制剂，通过精准靶向该蛋白，诱导细胞周期阻滞、抑制EMT过程，在细胞和动物水平均展现出显著的抗肺癌活性，且具备良好的安全性。该成果不仅拓展了富勒烯生物医学应用方向，更提供了一种靶向m⁶A通路治疗癌症的创新策略，具有广阔的临床转化前景。

原文链接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202501360