有关癌症的分子和遗传特征研究，以及最近对恶性肿瘤的高通量基因组和功能研究，揭示了癌症生长并最终复发以抵抗靶向治疗的途径。这些发现助力开发了针对 EGFR、ALK、BRAF和 BTK 等致癌基因的抗肿瘤药物。迄今为止发现的约 400 种致癌驱动因素中，只有不到 10% 的靶标用在药物上。该10%的靶标几乎完全由蛋白激酶或酶组成。目前尚不清楚小分子靶向药物是否可以系统地扩展到其他类别的致癌驱动因素。
以半胱氨酸为中心的化学蛋白质组学平台为共价抑制剂的临床开发提供了便利，这是肿瘤中普遍存在的靶点。然而不同的致癌背景如何影响半胱氨酸靶标仍然未知。在抗癌药物中，携带不可逆半胱氨酸反应配体的药物已取得临床成功，包括用于治疗 EGFR 突变非小细胞肺癌的奥希替尼、依鲁替尼用于 B 细胞淋巴瘤中 BTK 的靶向，sotorasib用于抑制突变 KRAS,G12C的NSCLC。尽管它们对一些患者有效，但反应存在很大差异。有研究认为是由于肿瘤间和肿瘤内的异质性所致。这种异质性是否决定了药物结合其相应靶点的能力尚不清楚。

近日，来自麻省总医院肿瘤中心的Liron Bar-Peled 、Michael S. Lawrence和Mariko Takahashi团队在Cell 上发表题为DrugMap: A quantitative pan-cancer analysis of cysteine ligandability 的文章。该文章探讨了各种癌症细胞类型中半胱氨酸残基如何被共价配体靶向。他们发现这些半胱氨酸的结合配体能力存在差异，这种差异性影响了靶向肿瘤进程中起重要作用的转录因子的共价配体的效果。这些发现提供了通过靶向参与关键致癌过程的特定半胱氨酸来设计药物的新方法。

作者利用416个肿瘤细胞系，包含了25种肿瘤亚型开发泛癌药物图谱。作者将isoTOP-ABBP 平台与基于串联质量标签 (tandem mass tag TMT) 的质谱定量 (iso-TMT) 相集成，以测量半胱氨酸反应性。作者系统地测量了 416 个肿瘤细胞系中半胱氨酸反应性的变化，将其分为 420 个多重蛋白质组学实验，总共花费了1100 小时质谱分析。作者量化了每个细胞系平均 13500 多个独特的含半胱氨酸肽。这些半胱氨酸的丰度与相应的 RNA 表达和 DNA 拷贝数密切相关。作者定量了 78523 个半胱氨酸，发现 5957 个半胱氨酸是可配体的，并且确定了可以通过共价抑制剂靶向的半胱氨酸位点。

转录因子占所有癌基因的 19%，在泛癌功能基因组研究中显示出显著的差异性。但是转录因子历来被认为超出了小分子操作的范围。作者发现增殖所需的多个谱系限制性转录因子含有高度可配体的半胱氨酸。突出的例子包括实体瘤中的 SOX10、C71 和 PAX8、C45/C57 以及血液恶性肿瘤中的 IRF4、C194 和 NF-kB1、C61。于是作者利用半胱氨酸靶向化学筛选开发操纵转录因子的化学探针。为了鉴定 NF-kB1,C61 的共价配体，作者对 4000 多种市售半胱氨酸反应性小分子抑制剂库进行了 iso-TMT 筛选。该分析确定了 SH-7346可以高特异性结合 NF-kB1,C61 的环状氰胺。作者还确定了 SH-7346 与 NF-kB1,C61 结合，但不与 NF-kB1,C61S 突变体结合。此半胱氨酸导向化学探针可以破坏 NF-kB1-DNA 相互作用，破坏生物学功能。作者又开发破坏 SOX10 转录活性的化学探针。作者筛选了包含 1000 种半胱氨酸反应性化合物的市售文库。对该筛选结果的验证作者将注意力集中在化合物 2-A01（一种苯甲酰苯胺丙烯酰胺）上，随后作者又鉴定了效力不断增强的其他类似物，包括 SH-0029（一种苯甲酰胺-THQ 丙烯酰胺），SH-0029配体通过共价胶样机制发挥作用。功能上显示SH-0029共价结合 SOX10 ，破坏黑色素瘤转录信号和增殖。

 这项研究围绕以半胱氨酸为中心的化学蛋白质组学，系统地探索了控制肿瘤半胱氨酸配体性的一般原则。这项研究为靶向转录因子迈出了充满希望的一步，揭示了多个转录因子编码高度可配体的半胱氨酸，为靶向治疗提供了潜在的方法。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.027