距離耶魯大學(xué)Craig Crews教授團(tuán)隊(duì)2008年首次正式提出蛋白水解靶向嵌合分子（PROTAC）概念已過(guò)去十余年的時(shí)間，相繼涌現(xiàn)出各類(lèi)新型靶向蛋白質(zhì)降解技術(shù)，包括溶酶體靶向嵌合體（LYTAC）技術(shù)、自噬靶向嵌合體（AUTAC）技術(shù)、自噬小體綁定化合物（ATTEC）技術(shù)以及分子伴侶介導(dǎo)的自噬（CMA）嵌合體技術(shù)等已在此前的文章中進(jìn)行了報(bào)道。除此以外，還有哪些靶向嵌合體技術(shù)值得關(guān)注呢？它們相較于PROTAC又有哪些的優(yōu)勢(shì)？接下來(lái)將逐一為您解析……

一 RIBOTAC

核糖核酸酶靶向嵌合體（ribonuclease targeting chimeras，RIBOTAC）技術(shù)是通過(guò)局部招募內(nèi)源性核糖核酸酶RNase L到特定的轉(zhuǎn)錄物上，組裝形成二聚體，活化的RNase L選擇性降解RNA靶點(diǎn)。該技術(shù)的原理與PROTAC類(lèi)似，連命名也是一脈相承接。通過(guò)將所有"玩家"聚集在一個(gè)三元復(fù)合體（靶RNA:RIBOTAC:RNase L）中，利用細(xì)胞內(nèi)源性的核酸處理機(jī)制，局部消除功能異常的RNA，而不是簡(jiǎn)單地進(jìn)行結(jié)合和抑制。這一技術(shù)具有多種優(yōu)勢(shì)，如RNA降解可能更有效、核糖核酸酶招募更具選擇性、不需要結(jié)合功能位點(diǎn)等。

圖片來(lái)源：PNAS

這項(xiàng)技術(shù)最早由美國(guó)斯克里普斯研究所的Matthew D. Disney及其團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)并命名，2018年在線(xiàn)發(fā)表在Journal of the American Chemical Society上[1]，指出RIBOTAC作用于RNA上，可以選擇性地剔除某些基因產(chǎn)物。它的創(chuàng)新之處在于將一種經(jīng)設(shè)計(jì)后能夠特異性結(jié)合RNA的分子，與常見(jiàn)的RNA降解酶結(jié)合在一起，這種小分子/酶復(fù)合物結(jié)合目標(biāo)RNA后，就可以通過(guò)正常的RNA酶的降解作用將RNA降解。為了測(cè)試RIBOTAC技術(shù)，Disney選擇了RNA降解酶RNase L，它是人類(lèi)抗病毒免疫反應(yīng)的一個(gè)關(guān)鍵部分；RIBOTAC復(fù)合物的另一個(gè)部分，即藥物類(lèi)似分子，選擇了Targaprimir-96，用于與一種已知促進(jìn)癌細(xì)胞增殖（特別是在很難治療的三陰性乳腺癌中）的microRNA致癌基因（即miRNA-96）結(jié)合。研究表明，通過(guò)增加FOXO1基因表達(dá)破壞miRNA-96會(huì)導(dǎo)致癌細(xì)胞固有的自毀程重新激活，最終促使這些惡性腫瘤細(xì)胞死亡。2021年8月，Scripps Research團(tuán)隊(duì)更新了一項(xiàng)最新研究[2]，他們將一款酪氨酸激酶抑制劑Dovitinib改造成了靶向RNA的小分子降解劑，對(duì)致病RNA的選擇性提高了2500倍，并在動(dòng)物試驗(yàn)中取得了抑制了腫瘤增長(zhǎng)的成果。

圖片來(lái)源：文獻(xiàn)[2]

從研究企業(yè)上看，Expansion Therapeutics是一家生物技術(shù)公司，專(zhuān)注于為嚴(yán)重的RNA介導(dǎo)的疾病（包括神經(jīng)退行性疾�。╅_(kāi)發(fā)變革性口服藥物。Disney作為Scripps Research的藥物化學(xué)家，并作為ExpansionTherapeutics的聯(lián)合創(chuàng)始人，通過(guò)匯集了知識(shí)產(chǎn)權(quán)、專(zhuān)有技術(shù)的小分子RNA平臺(tái) (SMIRNA™)，創(chuàng)造有效的和特定的小分子RNA調(diào)節(jié)劑。2021年9月，ExpansionTherapeutics宣布完成8000萬(wàn)美元的B輪融資。Cormorant Asset Management領(lǐng)投了此次融資，新投資者Westlake Village BioPartners、Surveyor Capital（一家Citadel公司）和 Logos Capital以及A系列投資者 RA Capital Management、5AM Ventures、Kleiner Perkins、賽諾菲風(fēng)投和諾華風(fēng)險(xiǎn)基金也參與了此次融資。

Expansion Therapeutics的研發(fā)管線(xiàn)（圖片來(lái)源：官網(wǎng)）

二 PhosTAC

大多數(shù)激酶抑制劑靶向激酶的ATP結(jié)合位點(diǎn)，它們通常也會(huì)和其他激酶的相互作用而表現(xiàn)出脫靶毒性。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種替代策略來(lái)靶向臨床應(yīng)用中失調(diào)的激酶。近期，PROTAC概念的提出者Crews，再次提出了靶向蛋白去磷酸化嵌合體 (PhosTAC) 的概念并進(jìn)行驗(yàn)證性研究[3]。PhosTACs專(zhuān)注于將FKBP與磷酸酶融合，Halo Tag與底物蛋白融合，在加入對(duì)應(yīng)的PhosTAC復(fù)合體之后，即可介導(dǎo)底物的去磷酸化。與PROTAC引起的功能喪失不同，靶向蛋白質(zhì)去磷酸化可能會(huì)以更精確的方式操縱特定的蛋白質(zhì)功能，為蛋白質(zhì)處理提供了更多的選擇性。研究人員證明了PhosTAC可以介導(dǎo)三元復(fù)合物形成，并且可以誘導(dǎo)PDCD4和FOXO3a的去磷酸化，且FOXO3a的去磷酸化具有可測(cè)定的生物學(xué)意義。

圖片來(lái)源：文獻(xiàn)[3]

從研究企業(yè)上看，Crews是Arvinas的股東和顧問(wèn)，此外也是Halda Therapeutics的創(chuàng)始人。作為靶向蛋白質(zhì)降解技術(shù)的先驅(qū)，目前Arvinas已將多個(gè)蛋白質(zhì)降解劑推進(jìn)臨床，近期更新了與輝瑞聯(lián)合開(kāi)發(fā)的核心藥物ARV-471治療局部晚期或轉(zhuǎn)移性ER陽(yáng)性/人表皮生長(zhǎng)因子受體2（HER2）陰性（ER+/HER2-）乳腺癌患者的I期安全性和有效性數(shù)據(jù)，并預(yù)備在2021年12月圣安東尼奧乳腺癌研討會(huì)（SABCS）上公布試驗(yàn)情況；而Halda Therapeutics作為一家處于研究階段的藥物發(fā)現(xiàn)公司，于2019年初和2020年11月分別獲得了初始資金和A輪融資，目前尚未對(duì)外公布研發(fā)管線(xiàn)。

Arvinas的研發(fā)管線(xiàn)（圖片來(lái)源：官網(wǎng)）

三 TF-PROTAC

轉(zhuǎn)錄因子 (TF) 代表了一類(lèi)主要用于治療包括癌癥在內(nèi)的人類(lèi)疾病的治療靶點(diǎn)。它能與基因5`端上游特定序列專(zhuān)一性結(jié)合，從而保證目的基因以特定的強(qiáng)度在特定的時(shí)間與空間表達(dá)的蛋白質(zhì)分子。盡管大多數(shù)TFs的生物功能和結(jié)構(gòu)已經(jīng)明晰，但由于它們?nèi)狈νǔ４嬖谟诩っ富蚱渌�酶�?lèi)的活性位點(diǎn)或變構(gòu)調(diào)節(jié)的口袋，一些使用小分子抑制劑靶向TF的治療性干預(yù)措施未能實(shí)現(xiàn)有效靶向。2021年6月，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教授Wenyi Wei團(tuán)隊(duì)發(fā)表了相關(guān)的論文[4]，將DNA寡核苷酸與E3連接酶配體連接構(gòu)建了基于VHL的TF-PROTACs平臺(tái)，即NF κB-PROTAC (dNF-κB) 和 E2F-PROTAC (dE2F)，它們分別有效地降解細(xì)胞中的內(nèi)源性p65和E2F1蛋白，并表現(xiàn)出優(yōu)越的抗細(xì)胞增殖的作用。

圖片來(lái)源：文獻(xiàn)[4]

從研究企業(yè)上看，Wenyi Wei是Rekindle Therapeutics的聯(lián)合創(chuàng)始人和股東，Rekindle Therapeutics是一家生物技術(shù)公司，目前暫未對(duì)外公布研發(fā)管線(xiàn)。而文章的另一位通訊作者金堅(jiān)則是睿躍生物（Cullgen）的聯(lián)合創(chuàng)始人和股東。睿躍生物基于其專(zhuān)有的 uSMITE™ 靶向蛋白質(zhì)降解技術(shù)平臺(tái)開(kāi)發(fā)小分子療法，建立了多個(gè)靶向蛋白降解劑的疾病治療管線(xiàn)項(xiàng)目，目前尚未對(duì)外公開(kāi)。2021年2月，Cullgen宣布已完成5000萬(wàn)美元的B輪融資。

四 ENDTAC

Crews在2019年5月公布了一種稱(chēng)為“內(nèi)源性嵌合體”（ENDTAC）的雙特異性小分子[5]。ENDTAC的一端可結(jié)合細(xì)胞外的靶點(diǎn)蛋白，另一端可結(jié)合細(xì)胞表面受體（如 GPCR、CXCR7），這種分子通過(guò)將需要降解的細(xì)胞外蛋白與細(xì)胞表面的受體連接起來(lái)，觸發(fā)內(nèi)吞過(guò)程，將靶點(diǎn)蛋白“吞入”細(xì)胞中，通過(guò)溶酶體降解。與使用UPS的PROTAC相比，ENDTAC創(chuàng)造性地將降解機(jī)制擴(kuò)展到了細(xì)胞外，不過(guò)，該技術(shù)雖然有望應(yīng)用于與胞外蛋白質(zhì)降解有關(guān)的疾病研究，但其應(yīng)用性和實(shí)用性仍然需要進(jìn)一步優(yōu)化。

圖片來(lái)源：文獻(xiàn)[5]

五 PhotoPROTAC

基于雙功能小分子PROTAC的成功原理，蘇黎世大學(xué)Patrick Pfaff團(tuán)隊(duì)[6]通過(guò)在兩個(gè)彈頭配體之間加入鄰位F4-偶氮苯連接體來(lái)設(shè)計(jì)光可切換PROTAC (photoPROTAC)，用于改善PROTAC的催化特性可能導(dǎo)致不受控制的蛋白降解所引發(fā)的副作用（如注射部位的皮膚狀況惡化）。PhotoPROTAC是第三代可控的PROTAC，其引起的目標(biāo)蛋白降解可以由UVA或可見(jiàn)光觸發(fā)。在photoPROTAC中，一個(gè)光可移動(dòng)基團(tuán)附著在興趣蛋白配體或E3泛素連接酶配體或連接器上，比起傳統(tǒng)的PROTAC，在降解蛋白時(shí)更加精準(zhǔn)可控。該項(xiàng)研究得到了蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的資金支持，Crews依舊為發(fā)表文章的通訊作者。

圖片來(lái)源：文獻(xiàn)[6]

六 BioPROTAC

為了進(jìn)一步擴(kuò)大PROTAC的應(yīng)用范圍，需要尋找更多合適可用的配體。研究者們[7]應(yīng)用基因工程技術(shù)，通過(guò)基因編碼將肽或抗體模擬物構(gòu)建成E3泛素連接酶，用于降解靶蛋白，并將這種技術(shù)稱(chēng)之為基因編碼靶向蛋白降解（BioPROTAC）。BioPROTAC通過(guò)增殖細(xì)胞核抗原 (PCNA) 以引起快速和穩(wěn)健的PCNA降解以及對(duì)DNA合成和細(xì)胞周期進(jìn)程的相關(guān)影響，在細(xì)胞中表達(dá)以驅(qū)動(dòng)POI的靶向降解。這種技術(shù)可以指導(dǎo)選擇最合適的E3連接酶，但由于這種技術(shù)依賴(lài)于基因編碼，因此僅限于開(kāi)展化學(xué)生物學(xué)相關(guān)研究應(yīng)用。該項(xiàng)研究成果由基因泰克公司編輯，2020年2月發(fā)表于美國(guó)科學(xué)院院報(bào)。