■ 【TargetMol 明星分子】- KU-55933: 精准抑制ATM激酶，揭示DNA损伤修复与肿瘤治疗新机理

■ 1. 背景介绍

KU-55933 (T2685)，CAS: 587871-26-9 是一种对ATM激酶高度敏感且具有选择性的ATP竞争性抑制剂，其酶学IC50为12.9 nM、Ki为2.2 nM。KU-55933 通过占据ATM的ATP结合位点抑制其激酶活性，从而阻断DNA双链断裂诱发的信号传导中关键底物的磷酸化，削弱以ATM为核心的损伤感知与转导网络[1,2]。在细胞层面，KU-55933 抑制ATM后，可减弱ATM/ATR轴在损伤位点的活化，降低检查点信号（如S期内和G2/M过渡）的强化，妨碍DNA修复程序的有序进行，并促进细胞凋亡；这与其在实验体系中表现出的促凋亡与抗肿瘤效应相一致。

ATM位居DNA损伤反应通路的上游，属于PI3K样蛋白激酶家族，协调细胞周期停滞、DNA末端处理与染色质重塑[2]。ATR与DNA-PK分别在复制压力与非同源末端连接中发挥互补作用；由于KU-55933 对ATM的选择性，研究者可据此区分ATM依赖与ATR或DNA-PK介导的步骤。在更广泛的信号联络中，ATM与PI3K与mTOR等生长—代谢通路互作，并影响自噬过程。因此，KU-55933 常用于探究DNA损伤信号与营养感应、自噬之间的耦合，例如在选择性抑制ATM催化输出时，检测mTOR活性或自噬标志物的变化。

在机制层面，KU-55933 通过降低ATM底物的磷酸化来调制ATM/ATR通路，弱化检查点反馈并限制修复因子在损伤灶的募集或停留；在内源或外源基因毒性压力下，这会增加未修复损伤的累积并引发凋亡。在应用上，KU-55933 被用于提高细胞对电离辐射或双链断裂诱导剂的敏感性，描绘DNA损伤反应事件的时序与层级，并明确ATM对基因组稳定性与存活结局的贡献[1]。常用评估包括ATM信号的磷酸化生物标志物、DNA损伤指标、细胞周期谱与凋亡读数。鉴于ATM与PI3K/mTOR及自噬通路存在联动，KU-55933 亦作为化学探针用于解析检查点—代谢耦合，并在前沿模型中探索与抗肿瘤表型相关的依赖性[1,2]。

■ 2. 文献分享

■ 2.1 A novel M phase blocker, DCZ3301 enhances the sensitivity of bortezomib in resistant multiple myeloma through DNA damage and mitotic catastrophe

▲ DCZ3301诱导BTZ耐药细胞发生M期阻滞。

KU-55933 (T2685) 在本文中被明确为一种针对ATM的特异性抑制剂。研究显示，DCZ3301可促进ATM、ATR及其下游蛋白CHK1的磷酸化，而这些由DCZ3301诱导的磷酸化反应被KU-55933所阻断。文中进一步指出，DCZ3301对ATR、ATM及CHK1磷酸化的促进作用可被KU-55933阻断。基于该实验体系对博来霉素耐药多发性骨髓瘤细胞的DNA损伤信号研究，KU-55933在此处发挥了阻断DCZ3301诱导的ATM–ATR–CHK1轴磷酸化反应的作用。[3]

■ 2.2 Atomic models for the polypeptide backbones of myohemerythrin and hemerythrin.

KU-55933 (T2685) 在本研究中被明确为已知的ABCG2抑制剂。于ABCG2高表达的结直肠癌细胞模型中，对比结果显示，在相同浓度下，KU-55933在使S1-M1-80细胞对ABCG2底物药物丝裂霉素和多柔比星的增敏方面强于GSK2606414，证据为文中指出GSK2606414在该效应上弱于KU-55933。与此一致，在相同浓度下，KU-55933在提高ABCG2底物（丝裂霉素、多柔比星及罗丹明123）细胞内累积方面也优于GSK2606414，同样由“GSK2606414弱于KU-55933”的描述所支持。上述结果共同表明，在该模型中，KU-55933作为ABCG2抑制剂表现出更强的作用，可在ABCG2高表达的结直肠癌细胞中更有效地增强对代表性底物药物的敏感性并提升其细胞内累积。[4]

■ 2.3 CD47 blockade enhances cisplatin sensitivity by inhibiting DNA repair gene expression

▲  CD47敲低增强顺铂诱导的癌细胞凋亡。

KU-55933 (T2685) 在本文中被明确用于抑制ATM。于RKO细胞中，顺铂处理诱导的CD47表达被KU-55933显著抑制，显示在该细胞背景下，KU-55933能够降低顺铂刺激所引发的CD47上调。研究以KU-55933的ATM抑制特性为依据，将其应用与顺铂后CD47水平的下降直接相关联，表明在基因毒性压力下，KU-55933通过抑制ATM而削弱了顺铂引发的CD47诱导效应。上述结果在所测试的体系内体现了KU-55933对顺铂诱导CD47表达的显著抑制作用。[5]

■ 2.4 Dorsomorphin attenuates ABCG2-mediated multidrug resistance in colorectal cancer

▲  Dorsomorphin可增加ABCG2过表达结直肠癌细胞中ABCG2底物的累积水平。细胞经Dorsomorphin或KU55933预处理1 h后，分别与10 μM（A）米托蒽醌、（B）多柔比星及（C）罗丹明123共孵育2 h，以共聚焦显微镜成像，随后采用流式细胞术进行定量分析。p < 0.01，与相应对照组比较。

KU-55933 (T2685) 在本文中被描述为一种ABCG2抑制剂。研究将KU-55933作为基准对照，用于评估在ABCG2高表达的结直肠癌细胞中药物敏感性的实验设计。作者在检测ABCG2底物米托蒽醌与多柔比星的药物敏感性时，将另一化合物的作用与KU-55933进行比较。同时，KU-55933也被用作细胞内累积实验的对照，用于比较ABCG2底物米托蒽醌、多柔比星以及罗丹明123在细胞内的水平变化。通过这些比较，KU-55933作为ABCG2抑制剂的参考作用，为研究中有关增敏效果与底物累积结果的解读提供了参照基线。[6]

■ 2.5 Hepatitis B virus X protein induces E6-associated protein-mediated proteasomal degradation of p53 phosphorylated at Ser-15.

▲ E6AP以HBx依赖性方式下调p53水平。

KU-55933 (T2685) 被描述为选择性ATM抑制剂，能够阻断ATM-Chk2通路。在线粒体肝癌细胞实验中，KU-55933 显著降低了总p53以及ATM、Chk2和p53的磷酸化形式。同时，在HBx存在的条件下，KU-55933 阻止了E6AP降低p53水平。共免疫沉淀结果显示，KU-55933 将E6AP与总p53及磷酸化p53的结合降至几乎不可检测，哺乳动物双杂交实验亦表明，KU-55933 几乎消除了p53–E6AP相互作用及HBx增强该相互作用的能力。在相同条件下，KU-55933 显著增强了MDM2与p53的结合，导致HepG2细胞中多聚泛素化p53水平升高。进一步地，KU-55933 阻止了E6AP在HBx存在时与p53结合并促进其泛素化。上述结果共同说明，KU-55933 抑制ATM–Chk2信号并干扰E6AP与磷酸化p53的结合，同时促进p53更多地与MDM2结合。[7]

■ 3. 结语

KU-55933是一种高度选择性的ATP竞争性ATM激酶抑制剂，通过占据ATM的ATP结合位点，显著抑制其激酶活性。该化合物通过阻断ATM对关键底物的磷酸化，干扰ATM/ATR介导的DNA损伤反应通路，减弱检查点信号并妨碍DNA修复过程，从而在基因毒性压力下促进细胞凋亡。文献报道KU-55933在增强耐药癌细胞对化疗药物敏感性、抑制ABCG2介导的多药耐药、降低顺铂诱导的CD47表达以及调控p53稳定性（通过干扰ATM–Chk2信号通路）方面的关键作用。未来研究可进一步利用KU-55933解析检查点与代谢耦合机制，优化抗肿瘤治疗策略，并深入探讨其在自噬及代谢信号通路中的功能，拓展基因组稳定性及肿瘤耐药相关治疗新方向。

■ 4. Q&A

Q1: KU-55933抑制ATM激酶活性的主要机制是什么？

A1: KU-55933通过竞争性占据ATM激酶的ATP结合位点，抑制其酶活性，阻断ATM对DNA损伤反应相关底物的磷酸化。

Q2: KU-55933在抗药性癌细胞和DNA损伤背景下有哪些作用？

A2: KU-55933通过抑制ATM介导的DNA损伤信号，阻断ATM–ATR–CHK1轴的磷酸化，增强ABCG2底物药物在细胞内的累积，从而促进耐药癌细胞对化疗药物的敏感性提升和诱导细胞凋亡。

Q3: 除DNA损伤修复外，KU-55933还影响哪些细胞通路？

A3: KU-55933还调控PI3K/mTOR代谢及生长信号通路和自噬过程，作为化学探针用于解析检查点与代谢耦合机制。

■ 5. 参考文献

[1] Hickson I, Zhao Y, et al. Identification and characterization of a specific inhibitor of the ataxia-telangiectasia mutated kinase ATM. Cancer Res. 2004;64(24):9152-9159.

[2] Jackson SP, Bartek J. The DNA-damage response in human biology and disease. Nature. 2009;461(7267):1071-1078.

[3] Hu L, Li B, Chen G, Song D, Xu Z, Gao L, et al.. A novel M phase blocker, DCZ3301 enhances the sensitivity of bortezomib in resistant multiple myeloma through DNA damage and mitotic catastrophe. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research. 2020;39(1):.

[4] Hendrickson W, Ward K. Atomic models for the polypeptide backbones of myohemerythrin and hemerythrin.. Biochemical and biophysical research communications. 1975;66(4):1349-56.

[5] Liu X, Lun J, Xu J, Jing L, Zhang Y, Wang Y, et al.. CD47 blockade enhances cisplatin sensitivity by inhibiting DNA repair gene expression. Acta Biochimica et Biophysica Sinica. 2025;58(5):1132-1143.

[6] Li X, Cao L, Yu Z, He K, Ding P, Li J, et al.. Dorsomorphin attenuates ABCG2-mediated multidrug resistance in colorectal cancer. Frontiers in Pharmacology. 2024;15():.

[7] Han J, Kwon Y, Park J, Jang K. Hepatitis B virus X protein induces E6-associated protein-mediated proteasomal degradation of p53 phosphorylated at Ser-15.. The Journal of general virology. 2026;107(6):.