蛋白激酶是一类催化蛋白质磷酸化修饰的酶类，其通过将ATP的γ-磷酸基团转移至底物蛋白特异性氨基酸残基，调控蛋白质的活性、亚细胞定位及相互作用，进而影响细胞关键生物学过程。累积证据表明，独立于激酶催化活性的骨架功能在多种细胞信号通路及细胞命运调控中发挥关键作用，靶向此类非酶功能已成为激酶靶向药物研发的新策略。黏着斑激酶（Focal Adhesion Kinase, FAK）通过激酶依赖性与非依赖性双重机制参与调控多种肿瘤发生相关的关键信号通路。现有FAK抑制剂因无法有效阻断其非酶活性，可能系导致临床治疗效果不佳的重要因素。利用靶向蛋白降解技术完全消除FAK的致癌活性，为提升FAK靶向治疗的抗肿瘤效能提供了极具前景的新途径。

四川大学刘志昊/余洛汀团队基于前期开发的选择性FAK抑制剂E10，设计、合成了新型PROTAC分子，以探究FAK非酶功能对肿瘤免疫的调控作用。其中，优选分子D4在多种肿瘤细胞系中表现出显著降解活性，且以时间及浓度依赖性方式诱导FAK降解。激酶谱及蛋白质组学分析证实，D4具有优异的激酶选择性与降解特异性。降解机制研究表明，D4通过泛素-蛋白酶体途径降解FAK，该过程依赖于其与FAK及E3泛素连接酶CRBN的特异性结合，并且D4在低浓度下可高效诱导FAK:PROTAC:CRBN三元复合物形成。体外实验表明，D4抑制肿瘤增殖、克隆形成、迁移及侵袭的活性显著优于E10。

图1. PROTAC D4通过阻断FAK非酶活性促进抗肿瘤免疫的机制图。

转录组学分析揭示，D4可特异性上调肿瘤免疫原性相关基因，这些基因主要富集于抗原递呈及主要组织相容性复合体I类（MHC-I）通路。与E10相比，D4处理显著上调卵巢癌与肝癌细胞表面MHC-I表达水平，此效应与FAK基因敲低结果相似；而FAK激酶失活突变体（FAKK454R）则未产生显著影响，表明D4通过靶向FAK的非酶功能促进肿瘤细胞MHC-I上调和抗原递呈能力增强。进一步发现，D4处理的肿瘤细胞表面抗原递呈增强可有效促进CD8+ T细胞活化。

图2. D4通过阻断FAK非酶功能促进肿瘤细胞MHC-I表达、抗原递呈和CD8+ T细胞激活。

体内实验显示，在H22皮下移植瘤模型中，D4较E10表现出更显著的肿瘤生长抑制效应。与溶剂对照组及E10给药组相比，D4给药组肿瘤细胞表面MHC-I表达明显上调，肿瘤浸润CD8+ T细胞活性增强，而PD-L1表达水平无显著变化，表明靶向FAK降解通过促进MHC-I表达及T细胞活化发挥更强的体内抗肿瘤作用。

图3. D4在H22模型中抑制肿瘤生长并促进CD8+ T细胞介导的免疫监视。

综上所述，FAK降解剂较传统抑制剂能更显著地增强抗肿瘤免疫应答，进而提升抗肿瘤治疗效果。开发FAK选择性PROTAC分子不仅有助于深入解析FAK非酶功能，也为靶向FAK降解治疗卵巢癌和肝癌提供了重要理论依据。本研究亦为利用靶向蛋白降解技术探索激酶非催化功能提供了有价值的参考范式。

Identification of a Potent and Selective Focal Adhesion Kinase Proteolysis Targeting Chimera: Targeting Noncatalytic Functions of Focal Adhesion Kinase to Facilitate Antitumor Immunity

Wei Wei, Guangmei Li, Zuli Hu, Xiang Hu, Rong Hu, Qi Zhang, Xinyue Li, Tianqiong Yang, Jiuyu Gao, Yu Cao, Luoting Yu*, Zhihao Liu*

J. Med. Chem. 2025, 68, 15, 15933–15959

https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5c00921

Published July 31, 2025

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