抗体药物与靶向蛋白裂解嵌合体技术

      靶向蛋白裂解嵌合体(Proteolysis targeting chimeras，PROTACs)技术是一种定向降低体内靶蛋白的治疗技术。近年来，越来越受到医药界的重视。这种药物被称作靶向性“不可蛋白药物”。靶向蛋白裂解嵌合体(PROTACs)是一种双功能小分子，将E3连接酶招募到感兴趣的靶蛋白，促进其泛素化和随后的降解。如图所示，Journal of Experimental & Clinical Cancer Research对近年全球研发管线上的PROTACs靶点做了梳理。


                                           ▲  PROTACs靶点开发概况（Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 2020

      尽管PROTACs有很好的应用前景，但它们需要小分子配体的靶点具有胞质结合结构域，使得许多膜蛋白无法靶向。如果将抗体特异性靶向的特点应用于PROTACs，则可以解决这一问题。基于此设想，加州大学旧金山分校最近发表了他们基于抗体的PROTACs（antibody-based PROTACs，AbTACs)。研究者们构建了第一个基于RNF43的AbTAC，通过招募膜结合的E3连接酶RNF43来靶向程序化死亡配体1(PD-L1)的降解。RNF43是一种single-pass E3连接酶，包括一个结构化的外结构域和一个满足这些要求的胞内RING结构域。RNF43通过泛素化Wnt共受体Frizzed负调控Wnt信号通路，导致其内吞和降解。只有在罕见的情况下，RNF43才会由于突变或转录沉默作为肿瘤抑制因子。

      研究者首先测试了RNF43招募对GFP模型的作用。他们通过一个跨膜结构域将GFP融合到一个NanoLuc结构域上，接下来将一个抗GFP单链Fab(scFab)融合到RNF43的N端；共聚焦显微镜显示GFP定位于同型对照的细胞表面和用抗GFP Fab处理的报告细胞表面。抗GFP-RNF43融合体特异性地诱导了GFP内化，并在溶酶体中共定位。纳米荧光素酶分析来量化报告基因的数量显示其水平降低了20%，说明RNF43可用于诱导内源性蛋白的蛋白降解。

      接下来，研究者将PD-L1作为降解靶点，构建双特异性抗体RNF43 X PD-L1（Tecentriq）。PD-L1有一个小的31个氨基酸长的细胞质结构域，由于没有已知的小分子配体，这使得传统的小分子PROTAC方法靶向具有挑战性。AbTAC方法为降解基于E3连接酶的细胞表面蛋白提供了一种有效方案。结果显示，表达PD-L1和RNF43的三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-231中，呈现了剂量依赖的PD-L1降解，且只有同时靶向PD-L1和RNF43的AC-1具有活性。使用CRISP将RNF43敲除，则PD-L1降解消失，说明PD-L1降解依赖RNF43的酶活性。

      该研究证明，AbTACs是将双特异性抗体技术和PROTACs技术有效融合的新技术。通过特异性抗体，一个臂识别需要靶向的蛋白质，另外一个臂连接E3连接酶（如RNF43），从而可以将E3连接酶拉到靶蛋白周围，进而通过内化和溶酶体，实现对特定靶蛋白的有效降解。他们的研究发表于J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 593−598，题目为Development of Antibody-Based PROTACs for the Degradation of the Cell-Surface Immune Checkpoint Protein PD-L1，第一作者AD. Cotton.源道隆医学观察会继续关注抗体与Protac技术的结合应用。

上一篇：Genevant的脂质体（LNP）递送系统收到武田制药青睐  下一篇：智飞龙科马新冠亚单位疫苗可能对德尔塔株病毒具有较好免疫效果