客户新作 | iScience:以DRUG-seq2为核心的GPS平台,用于分子胶高通量筛选


2026年10月16日,中山大学肿瘤防治中心吴文超团队与武汉大学蒋白山团队等在iScience发表研究论文(Huang et al., “A scalable, high-throughput glue perturbation screening platform for molecular glue discovery”, doi: 10.1016/j.isci.2026.117600)。研究提出GPS(Glue Perturbation Screening)筛选平台,以DRUG-seq2高通量转录组测序为核心读出,结合CRBN同源细胞对,完成分子胶化合物库的活性评价与机制分层。这是DRUG-seq2首次系统应用于分子胶降解剂的发现研究。

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分子胶筛选的现有瓶颈

分子胶降解剂(MGD)通过重塑E3泛素连接酶的底物识别界面,招募并降解传统上缺乏可成药口袋的蛋白质。现有发现手段各有结构性限制:蛋白组学(如TMT)可全景呈现蛋白丰度变化,但成本与通量难以支撑一级筛选;生化实验(AlphaLISA、TR-FRET)依赖纯化蛋白,且要求预先指定靶点与E3;表型筛选无法区分降解机制与常规抑制活性,机制去卷积周期长。核心矛盾在于:初级筛选需要高通量与低成本,机制确认需要高信息量,二者此前难以在同一流程内兼得。
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GPS平台设计

GPS将两个模块整合为一体。其一是DRUG-seq2转录组流程:直接裂解、免RNA纯化、多重复用建库。其二是CRBN野生型/敲除(WT/KO)同源细胞对构成的遗传判定基准。117个化合物(11个商品化分子胶作基准对照,106个自主合成候选)以1 μM处理24小时,96孔板、生物学三重复。质控上以板内DMSO孔两两Pearson相关(r<0.95剔除)构建“零点”基线,适配直接裂解体系对弱信号的检出要求。

CRBN调控化合物库的优化高通量转录组筛选系统
判别逻辑明确:真正的CRBN分子胶,其转录组效应在CRBN敲除后应当消失。据此,化合物被划分为四类——WT中效价高且KO后归零的为一级强效分子胶;WT信号弱但具协调的通路位移、且KO后消失的为二级种子化合物;KO后信号不变的走E3非依赖机制,属排除对象;两组均无信号的为惰性分子。
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关键结果

一级代表性命中为LC-02-047-P1:TMT定量蛋白组学显示CSNK1A1(CK1α)显著下调;在Hep3B、Huh7、HepG2三种肝癌细胞中经免疫印迹验证近完全的CK1α降解;GSPT1不可降解突变体(G575N)交叉实验排除GSPT1通路参与,确认为新型的CRBN依赖性CK1α降解分子胶。
二级化合物LC-02-051的定位过程同样有代表性:其在DEG分析中不显著,但整合六套主流基因集的定制GSEA文库捕获到协调的通路位移,且CRBN敲除后信号消失,被定性为值得结构优化的种子化合物——这类分子在以DEG为唯一读出的筛选中会被直接判为无活性。

Hep3B细胞经LC-02-047-P1/ LC-02-051处理(以DMSO为对照)后的TMT定量蛋白组学分析
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成本与通量


按原文数据,DRUG-seq2单样本成本约为标准TMT蛋白组学的2%;全流程包括上游制备4天、建库测序14天、下游生信1-2天,总计3-4周,可支撑1000个以上化合物规模的筛选。原始数据已存入SRA(PRJNA1437501)与iProX(IPX0017864000),可公开复现。
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DRUG-seq2的应用拓展:从化学筛选、重编程到分子胶

DRUG-seq2此前的应用集中于药物活性的转录组读出,包括小分子化合物活性筛选,以及细胞重编程屏障的化学筛选——例如通过转录组化学筛选鉴定CDK8为多种重编程系统的共同屏障(Cell Reports, 2023)。本研究是该技术方法在分子胶领域的首次系统应用。
其方法学价值在于:分子胶的作用终点(E3与新底物的三元复合物形成)无法通过常规结合实验直接观测,而转录组作为细胞状态的高维读出,可在一轮实验中同步给出化合物活性强度与E3依赖性两类信息,把传统上相互分离的“初级筛选”与“机制判别”合并为单一流程。GPS信号强度与蛋白组学测得的新底物降解谱总体对应,支持转录组读出在降解剂评价中的有效性。
对分子胶项目而言,第一轮筛选要回答的无非两个问题:活性够不够强,机制走不走E3。DRUG-seq2把这两个答案压进同一轮实验。3-4周即可跑完1000个以上化合物;产出的不是一次性的信号值,而是可入库存档、可公开复现的转录组数据。从化药活性筛选、重编程屏障筛选,到本研究首次进入分子胶发现,DRUG-seq2的读出能力已在多个方向经受同行评审的检验。面向“不可成药”靶点的项目,发现这一步的上限往往就是整个项目的上限——如果你的化合物库也准备进入分子胶赛道,这套流程可以直接复用。

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公司拥有自主知识产权的DRUG-seq2、PHDs-seq高通量测序技术,已在早期药物开发、靶点发现、人工智能大模型建立等场景见效,既服务自研项目,也为科研领域提供高质量技术解决方案。
