Science 近日发表题为“A molecular glue degrader of the WIZ transcription factor for fetal hemoglobin induction”的研究,报道了一类靶向 WIZ 转录因子的分子胶降解剂 dWIZ-1 和 dWIZ-2。该研究将靶向蛋白降解与胎儿血红蛋白(HbF)诱导联系起来,提出通过小分子降解一个此前未被充分认识的 HbF 抑制因子,可能为镰状细胞病提供更易及的药物策略。

事件背景:HbF 诱导仍是镰状细胞病的重要方向

镰状细胞病由 β-珠蛋白基因突变引发,异常血红蛋白在红细胞内聚集,可导致溶血、血管阻塞、疼痛危象及多器官损伤。临床和遗传学证据长期提示,提高 HbF 水平能够缓解疾病表型,因此,解除 γ-珠蛋白基因沉默一直是该领域的重要治疗思路。

近年来,围绕 BCL11A、HBG 调控元件和造血干细胞编辑的策略快速发展,但基因编辑和细胞治疗对采集、制备、回输和医疗基础设施要求较高,全球范围内可及性仍是核心挑战。相比之下,安全、有效、可口服的小分子 HbF 诱导剂具有更广泛的公共卫生意义,但此前在选择性、疗效强度和耐受性方面仍存在明显限制。

核心进展:dWIZ-1/2 将 WIZ 转化为 CRBN 新底物

研究团队从偏向 cereblon(CRBN)的化合物库开展表型筛选,寻找能够诱导 HbF、同时不显著阻断红系分化或增殖的小分子。筛选结果指向 WIZ 这一含锌指结构的转录因子。进一步遗传学验证显示,敲除 WIZ 可提高 γ-珠蛋白转录、HbF 蛋白水平以及 HbF 阳性红系细胞比例,支持 WIZ 是此前未被充分认识的 HbF 抑制因子。

在化学层面,dWIZ-1 被证明可作为分子胶,促进 WIZ 的第七锌指结构域与 CRBN 形成诱导型三元复合物,从而触发泛素化和蛋白酶体降解。研究还解析了相关三元复合物结构,为理解 WIZ 如何被 CRBN 重新识别提供了结构基础。随后优化得到的 dWIZ-2 具备更适合体内评估的药代特征,并在原代人红系细胞中诱导 WIZ 降解和 HbF 上调。

在来自镰状细胞病患者的红系细胞模型中,dWIZ-2 可提高 γ-珠蛋白表达、HbF 阳性细胞比例及总 HbF 水平。体内研究方面,研究团队在移植人 CD34 阳性造血细胞的人源化小鼠中观察到口服 dWIZ-2 后 WIZ 降解和骨髓红系细胞 HbF 上调;在食蟹猴实验中,每日口服给药也引发外周血 γ-珠蛋白转录和 HbF 阳性网织红细胞增加。值得注意的是,动物中存在反应差异,且研究仍停留在临床前阶段。

技术意义:分子胶从肿瘤靶点扩展至血液遗传病

这项工作的重要性不只在于发现一个 HbF 调控因子,更在于展示了分子胶降解剂可用于“重写”转录调控网络。WIZ 与 EHMT1/2 等染色质抑制复合物相关,研究显示 dWIZ-2 处理后,WIZ 在基因组多处结合下降,β-珠蛋白位点的抑制性 H3K9me2 标记减少,并伴随 γ-珠蛋白表达解除抑制。这为“降解转录抑制因子以重启胎儿基因程序”提供了机制支撑。

对 TPD 行业而言,WIZ 案例也扩展了 CRBN 分子胶的应用边界。过去 CRBN 分子胶的代表性场景集中于 IKZF、GSPT1 等肿瘤或免疫相关底物,本研究则将其推进到红系分化和遗传性血液病方向。与传统 PROTAC 相比,分子胶不需要显式连接靶蛋白配体和 E3 配体,理论上更有利于获得较低分子量和口服暴露,但其发现依赖可筛选的生物表型、底物识别规则和结构验证。

风险与后续观察点

  • 临床转化仍未验证:dWIZ-2 目前主要是临床前工具化合物,能否在人类患者中达到稳定、可持续且安全的 HbF 诱导,仍需正式临床研究回答。
  • 选择性和安全窗需继续确认:CRBN 分子胶常见风险包括潜在新底物降解、物种差异和发育相关毒性信号。WIZ 广泛表达,长期降解对非红系组织的影响需要更系统评估。
  • 反应异质性值得重视:动物实验中出现非反应个体,提示 WIZ 降解、γ-珠蛋白解除抑制与 HbF 蛋白生成之间可能受到遗传背景、红系状态或药效动力学影响。
  • 药物化学仍有优化空间:后续需要在口服暴露、组织分布、底物选择性、剂量窗口和长期给药耐受性之间取得平衡,才能从机制验证走向候选药物。

总体来看,这篇 Science 论文为镰状细胞病提供了一条不同于基因编辑和传统 HbF 诱导剂的小分子路径:利用 CRBN 分子胶降解 WIZ,解除 γ-珠蛋白沉默并诱导 HbF。它为 TPD 在非肿瘤疾病中的应用提供了有代表性的机制案例,也提示分子胶发现正在从“寻找可降解底物”进入“按疾病表型重塑转录调控”的阶段。