“难以攻克靶点”KRAS信号动力学被精密追踪…有望成为新药效能与选择性评估平台
釜山大学开发出了下一代生物传感器技术，能够在活细胞中实时观测被认为是癌症发生核心原因的KRAS蛋白的激活和信号传导过程。
通过将一直被视为难题的KRAS靶点研究中“看不见的瞬间”直接可视化，有望不仅用于癌症信号传导动力学研究，还将用于评估靶向新药候选物质的效能和选择性。
釜山大学24日表示，生命科学系教授 Kim Taejin 和制药学系教授 Yoon Hwayoung 的研究团队构建了一种混合型基因编码生物传感器平台，可随时间定量追踪癌基因KRAS与其下游信号蛋白RAF之间的相互作用。
KRAS-RAF信号传导通路是调节细胞增殖和生存的MAPK通路的起点，是在全部实体瘤中有逾30%异常激活的典型癌症信号体系。尤其是在胰腺癌、结直肠癌、肺癌等中，KRAS突变被频繁发现，对其进行精密分析和靶向的技术被视为全球重要研究课题。然而，在活细胞中直接、实时观测这两种蛋白的相互作用一直存在技术局限。
研究团队开发出一种将基于荧光的福斯特共振能量转移（FRET, Forster resonance energy transfer）与基于发光的生物发光共振能量转移（BRET, bioluminescence resonance energy transfer）整合到同一平台的生物传感器，成功实现了对KRAS与RAF蛋白之间结合与解离的时间轴定量追踪。
尤其是，团队设计了分别对RAF三种同型蛋白ARAF、BRAF、CRAF具有特异性反应的KRAS传感器，从而能够实时比较和分析不同同型蛋白的结合强度及信号动力学差异。通过结合NanoLuc荧光素酶，同时测量FRET和BRET信号，降低了传统荧光成像的光毒性和背景信号局限，并扩展平台，使其可用于高灵敏度筛选环境。
值得关注的是，研究团队通过实时成像证实，在癌症中常见的KRAS突变（G12C、G12D、G12V等）比野生型更强烈地与RAF结合，并且即便在基线状态下也持续处于激活状态。此外，在处理当前处于临床或开发阶段的KRAS靶向抑制剂索托拉西布（Sotorasib）和MRTX1133时，团队定量确认了突变体信号减弱的反应，表明可以在活细胞水平直接评估药物效果。这表明，该生物传感器可作为精密验证新药候选物质效能和选择性的筛选平台。
Kim Taejin 教授表示：“KRAS长期以来被视为‘难以攻克’的靶点，但随着近期靶向治疗药物的出现，精密功能分析技术的重要性日益凸显。本次技术通过实时可视化KRAS信号，有望成为理解癌症信号传导动力学并加速开发变异特异性治疗药物的核心平台。”
本次研究由生命系统学科硕士研究生 Ko Jeongmin 作为第一作者参与，生命系统研究所博士 Seo Jeongsu、教授 Yoon Hwayoung 和教授 Kim Taejin 作为共同通讯作者主导研究。研究在科学技术信息通信部和韩国研究财团生物医疗技术开发项目的资助下完成。
（自左起）Professor Kim Taejin、Professor Yun Hwayoung、Dr. Seo Jeongsu、硕士研究生 Ko Jeongmin。
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