分享一篇發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上的文章，題目為“ HerTACs Enable Tumor-Selective Lysosomal Degradation of Membrane and Extracellular Proteins via HER2 Trafficking”。通訊作者是來自第二軍醫(yī)大學(xué)的董國強(qiáng)和盛春泉教授。他們的研究方向?yàn)榛瘜W(xué)治療新藥發(fā)現(xiàn)和開發(fā)，重點(diǎn)開展抗真菌和多靶點(diǎn)抗腫瘤藥物研究。
盡管目前已成功開發(fā)出若干降解膜結(jié)合蛋白（尤其是受體酪氨酸激酶）的PROTACs， 但其對(duì)細(xì)胞內(nèi)泛素化機(jī)制的依賴性往往限制了針對(duì)胞外或分泌型靶點(diǎn)的降解效率。 值得注意的是，膜蛋白和胞外蛋白約占人類蛋白質(zhì)組的40%，且構(gòu)成臨床已驗(yàn)證治療靶點(diǎn)的主要部分。因此，將TPD技術(shù)拓展至這些蛋白類別已成為治療創(chuàng)新的重要挑戰(zhàn)領(lǐng)域。為突破這些局限，近期開發(fā)了一系列溶酶體依賴的降解策略，包括LYTAC（溶酶體靶向嵌合體）、KineTAC、 DENTAC， IFLD（整合素介導(dǎo)的溶酶體降解）等。
盡管取得這些進(jìn)展，現(xiàn)有降解系統(tǒng)仍嚴(yán)重依賴大分子（如抗體、適體），這些分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、合成成本高，且存在穩(wěn)定性和組織滲透性受限的問題。人表皮生長因子受體2（HER2）作為一種在乳腺癌等惡性腫瘤中過表達(dá)的致病性膜蛋白，既是預(yù)后生物標(biāo)志物也是治療靶點(diǎn)。研究者發(fā)現(xiàn)，HER2可介導(dǎo)偶聯(lián)治療劑（如光敏劑和抗體-藥物偶聯(lián)物ADCs）的內(nèi)吞作用和溶酶體運(yùn)輸，這表明其具有作為溶酶體遞送天然通道的潛力。雖然此前已有研究利用HER2實(shí)現(xiàn)抗體-PROTAC偶聯(lián)物的受體介導(dǎo)內(nèi)化，但其作為非抗體類TPD平臺(tái)溶酶體運(yùn)輸受體的更廣泛潛力尚未得到充分探索。
本研究開發(fā)了一種新型TPD平臺(tái)——HER2靶向溶酶體束縛嵌合體（HerTACs），該平臺(tái)利用HER2介導(dǎo)的內(nèi)吞作用實(shí)現(xiàn)HER2陽性癌細(xì)胞中膜蛋白和胞外蛋白的選擇性降解。通過AlphaFold結(jié)構(gòu)建模與優(yōu)化指導(dǎo)，設(shè)計(jì)出一類基于裝釘肽的HerTACs，能有效誘導(dǎo)多種臨床相關(guān)靶點(diǎn)的內(nèi)化和溶酶體降解。
為探究HER2作為TPD運(yùn)輸受體的潛力，作者采用廣泛使用的HER2靶向肽LTVSPWY（L肽）構(gòu)建肽-FITC探針L-FITC（4）。在SK-BR-3細(xì)胞中，流式細(xì)胞術(shù)分析顯示細(xì)胞內(nèi)熒光強(qiáng)度隨時(shí)間遞增，表明L-FITC高效內(nèi)化。值得注意的是，L-FITC與溶酶體標(biāo)記物L(fēng)ysoTracker顯著共定位，證實(shí)HER2不僅介導(dǎo)L-FITC內(nèi)吞，還促進(jìn)其向溶酶體運(yùn)輸。
為深入驗(yàn)證HER2的運(yùn)輸受體功能，作者選擇PD-L1作為目標(biāo)蛋白，將PD-L1小分子抑制劑BMS-202與HER2靶向L肽偶聯(lián)，設(shè)計(jì)出HerTAC LP（7）。此外還選用兩種替代HER2靶向肽QDVNTAVAW（Q肽）和RIKPRKGYTR（R肽） 分別構(gòu)建化合物QP（8）和RP（9）。蛋白質(zhì)印跡分析表明，在SK-BR-3和HepG2細(xì)胞中，LP處理24小時(shí)后誘導(dǎo)的PD-L1降解效果優(yōu)于QP和RP。
隨后，作者為評(píng)估烴類釘合環(huán)化是否增強(qiáng)HerTACs的降解效率，將裝訂L2,5肽與PD-L1靶向配體BMS-202偶聯(lián)，構(gòu)建環(huán)狀HerTAC分子L2,5P，與未釘合對(duì)照分子LP相比，L2,5P在HER2高表達(dá)的SK-BR-3細(xì)胞中表現(xiàn)出顯著增強(qiáng)的PD-L1降解活性，降解效能提升約8倍（DC50=156 nM）。在另一HER2過表達(dá)細(xì)胞系（4T1-Neu）中，L2,5P同樣實(shí)現(xiàn)高效降解（DC50=110 nM）。
為拓展靶標(biāo)范圍，作者選擇VISTA（一種參與維持外周免疫耐受并促進(jìn)腫瘤免疫逃逸的負(fù)性免疫檢查點(diǎn)）作為膜蛋白靶標(biāo)，基于已報(bào)道的VISTA抑制劑設(shè)計(jì)出綴合物L(fēng)2,5V，并證明能有效降解HepG2細(xì)胞中的VISTA。利用高親和力MIF抑制劑NVS-2通過與L2,5肽偶聯(lián)生成化合物L(fēng)2,5M。用L2,5M處理HepG2細(xì)胞后，形成的L2,5M-MIF復(fù)合物以時(shí)間依賴方式被細(xì)胞逐漸內(nèi)化，24小時(shí)后達(dá)到最大攝取量。
總而言之，作者開發(fā)了首創(chuàng)新型HerTAC平臺(tái)，通過HER2介導(dǎo)的內(nèi)吞作用實(shí)現(xiàn)膜蛋白和胞外蛋白的腫瘤選擇性降解。HerTAC代表了一種多功能且具臨床轉(zhuǎn)化潛力的TPD策略，可將治療范圍拓展至以往不可成藥的胞外及膜相關(guān)腫瘤蛋白領(lǐng)域。
本文作者：CZH
責(zé)任編輯：TZS
DOI：10.1002/anie.202511467
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202511467
