介紹一篇發(fā)表在JACS上的文章，題目為“Lysosome Targeting Chimaeras for Glut1-Facilitated Targeted Protein Degradation”，通訊作者是中科院深圳先進技術(shù)研究院的耿晉研究員，主要研究方向包括聚合物化學(xué)、藥物開發(fā)、腫瘤診斷等。
靶向蛋白降解技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。目前，依賴于泛素-蛋白酶體系統(tǒng)的分子膠和PROTAC技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于細(xì)胞內(nèi)蛋白的降解，而通過溶酶體途徑降解膜蛋白和細(xì)胞外蛋白的研究仍處于臨床前研究的階段，其中一個難題是缺少可用的靶標(biāo)蛋白。在本文的工作中，作者關(guān)注到在多種腫瘤細(xì)胞中高表達的葡萄糖轉(zhuǎn)運體Glut1。Glut1不僅能作為葡萄糖、甘露糖、半乳糖等的轉(zhuǎn)運蛋白，也有研究表明，Glut1在與特定的大分子(如蛋白質(zhì)-含糖聚合物的綴合物)相互作用時，Glut1通過內(nèi)吞作用促進其內(nèi)化。基于此，作者希望發(fā)展Glut1促進的溶酶體降解策略，利用抗體-糖苷偶聯(lián)物作為分子降解劑，抗體與靶標(biāo)蛋白PD-L1結(jié)合，另一端的含糖寡聚物與Glut1結(jié)合，形成的三分子復(fù)合物接下來經(jīng)歷胞吞和早期溶酶體形成，溶酶體成熟后，三者都會發(fā)生降解，一部分Glut1返回細(xì)胞膜。重復(fù)這一過程，會導(dǎo)致PD-L1的表達減少，可能會激活T細(xì)胞的免疫功能，后續(xù)通過免疫反應(yīng)殺傷腫瘤細(xì)胞。首先，作者通過自由基聚合反應(yīng)得到了一系列側(cè)鏈含有D-葡萄糖和/或D-半乳糖的含糖寡聚物，其中Gal6、Gal4Glc2和Glc6被細(xì)胞攝取的水平更高。激光掃描共聚焦顯微鏡的觀察結(jié)果顯示，三種含糖寡聚物在內(nèi)化后與溶酶體表現(xiàn)出高度的共定位。之后，作者將這三種含糖寡聚體分別與PD-L1的抗體Avelumab進行偶聯(lián)，得到三種分子降解劑，并測試了它們降解PD-L1的效果。WB的結(jié)果顯示，三種偶聯(lián)物能夠以劑量依賴性的方式減少PD-L1的表達量，其中Ave-Glc6表現(xiàn)出最強的降解能力。而在不同治療時間下，PD-L1的表達量呈現(xiàn)下降-上升-再下降的趨勢，Glut1的含量也呈現(xiàn)類似的趨勢，可能是細(xì)胞內(nèi)的逆轉(zhuǎn)運復(fù)合體將PD-L1-Ave-含糖寡聚物-Glut1復(fù)合物回收到細(xì)胞膜上。作者提出，抗體與含糖寡聚體之間的連接子可以替換為pH敏感性的連接子，在酸性的溶酶體環(huán)境中，靶蛋白與溶酶體靶向受體解離，前者留在溶酶體中進行降解，后者在逆轉(zhuǎn)運復(fù)合體的作用下返回細(xì)胞膜進行后續(xù)循環(huán)，進一步促進靶蛋白的降解。最后，作者對這一降解過程的機制進行了驗證。在添加溶酶體抑制劑氯喹或Glut1抑制劑BAY-876后，PD-L1的降解被抑制，證實Ave-含糖寡聚體能夠通過溶酶體途徑降解PD-L1，這一過程也與Glut1密切相關(guān)。總之，作者證明了Glut1是一種適用于靶向蛋白降解技術(shù)的溶酶體靶向受體，并開發(fā)了Glut1促進溶酶體降解策略，用于靶標(biāo)膜蛋白的降解。原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c02463文章引用：https://doi.org/10.1021/jacs.4c02463
