NC | Ribo-seq应用：WEE1抑制剂通过激活GCN2激酶与mRNA翻译缺陷产生协同作用

WEE1蛋白激酶作为细胞周期调控的关键负调控因子，其抑制剂已成为一种有前景的癌症治疗策略。目前，有多种WEE1小分子抑制剂正处于临床试验阶段。

这些抑制剂的主要作用机制是解除对CDK1/2的抑制，从而增强S期的基因毒性并绕过G2/M细胞周期检查点。然而，WEE1抑制剂在临床应用中常伴随多种毒副作用，限制了其治疗潜力。

因此，寻找能够与WEE1抑制剂产生协同作用的药物组合，并深入理解其潜在的脱靶效应，对于优化治疗策略、提高疗效并降低毒性至关重要。整合应激反应（ISR）是细胞应对多种应激（包括翻译受阻）的保守信号通路，其核心事件是eIF2α的磷酸化，但其与WEE1抑制剂的相互作用尚不明确。

2025年10月9日，剑桥大学Stephen P. Jackson团队在Nature Communications上发表了题为“WEE1 inhibitors synergise with mRNA translation defects via activation of the kinase GCN2”的论文。该研究揭示了多种临床在用的WEE1小分子抑制剂具有一种先前未被认识的脱靶效应，它们能够直接激活GCN2激酶，从而启动整合应激反应（ISR）。

文章索引

【标题】WEE1 inhibitors synergise with mRNA translation defects via activation of the kinase GCN2

【发表期刊】Nature Communications

【发表日期】2025年10月9日

【作者及团队】剑桥大学Stephen P. Jackson团队

【IF】15.7

研究结果

一、CRISPR筛选发现mRNA翻译缺陷增强WEE1抑制剂的敏感性

通过CRISPRi筛选，研究人员发现抑制mRNA翻译终止因子GSPT1或tRNA修饰酶ALKBH8的表达，能显著增强细胞对WEE1抑制剂AZD1775的敏感性。

进一步实验证实，降解GSPT1的分子胶化合物CC-90009与多种WEE1抑制剂联用，表现出强烈的协同杀伤效应。

这种协同作用伴随着全局翻译的抑制和ISR核心因子ATF4的显著上调，且可被ISR抑制剂（ISRIB）或GCN2抑制剂（GCN2iB）所逆转。

二、WEE1小分子抑制剂能够激活整合应激反应（ISR）

研究发现，多种WEE1小分子抑制剂（如AZD1775）能剂量依赖性地激活ISR通路，表现为GCN2和eIF2α的磷酸化以及ATF4蛋白水平的升高。

这一效应在多种癌细胞系、非癌细胞系及胰腺癌病人来源的类器官中均能观察到，且可通过抑制GCN2来阻断。

Ribo-seq核糖体印迹分析表明，敲低GCN1或GCN2会使细胞对AZD1775产生抵抗，证实了GCN2-ISR通路在该药物作用中的重要性。

三、WEE1抑制剂通过ISR依赖和非依赖两种机制产生协同作用

通过双色细胞竞争实验，研究发现WEE1抑制剂与翻译缺陷的协同作用是ISR依赖的，因为ISRIB或GCN2iB能够挽救这种协同杀伤。

然而，WEE1抑制剂与其他靶点的协同作用则不受ISR抑制剂的影响，表明WEE1抑制剂可通过不同的机制与其他药物协同。

四、WEE1抑制剂激活ISR是其脱靶效应，独立于WEE1本身

利用不依赖于ATP竞争机制的新型WEE1分子胶降解剂，研究人员首先将细胞内的WEE1蛋白完全降解。

在此基础上，再加入AZD1775等小分子抑制剂，发现ISR通路依然被强烈激活。

体外激酶实验和热稳定性分析进一步证实，AZD1775能够直接结合并激活GCN2激酶。这一脱靶效应独立于细胞周期时相，但与WEE1抑制剂诱导的DNA损伤效应（主要在S期）不同，是其一种独立的毒性来源。

五、基于PROTAC的WEE1抑制剂可减轻ISR脱靶毒性

与小分子抑制剂AZD1775相比，利用其开发的WEE1 PROTAC降解剂（如ZNL-02-096）在诱导同等或更强DNA损伤的同时，仅引起短暂且较弱的ISR激活。

这表明，通过改变药物分子的设计（如开发PROTAC或分子胶），可以有效分离WEE1抑制剂的在靶（基因毒性）和脱靶（ISR激活）效应，为开发更安全、更精准的WEE1靶向药物提供了新策略。

总结

本研究揭示了临床WEE1小分子抑制剂具有双重毒性机制：除了通过抑制WEE1引发基因毒性外，还通过直接激活GCN2激酶产生脱靶的ISR毒性。这一发现为WEE1抑制剂与翻译缺陷靶向药物的联合治疗提供了理论依据，同时也强调了开发更精准的WEE1抑制剂（如分子胶和PROTACs）以减少脱靶效应、优化其治疗窗口的重要性。