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膜蛋白降解劑(如LYTACs)是當前藥物研發的熱點,但現有技術存在三大痛點:依賴特定內吞受體(限制適用細胞類型)、結構復雜難以制備、無法基因編碼。這些問題嚴重制約了其臨床轉化潛力。
哈爾濱工業大學陳西教授團隊近日在Advanced Science期刊發表的題為Endobody: GeneticallyEncodableNanobody-CPP Chimeras for Degradation of Membrane and Extracellular Proteins的最新研究中,給出了一個極其簡潔的答案:把納米抗體和細胞穿透肽直接連在一起,這個名為Endobody(內吞降解抗體) 的嵌合體,無需任何內吞受體配體,CPP本身就能完成“內吞驅動+溶酶體分選”的雙重任務。
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團隊系統比較了陽離子型(R?、TAT)、兩親型(Bac7、pVEC)和疏水型(C105Y、Pep7)三類CPP,最終陽離子R?表現最優——細胞內熒光最強、內體共定位最好、降解效率最高,而且細胞毒性可忽略。并且Endobody的模塊化結構賦予了它極大的靈活性:只需更換納米抗體模塊,就能靶向不同蛋白。
研究的亮點之一是攻克“不可成藥”:降解血清HE4。HE4(人附睪蛋白4) 是卵巢癌的重要血清標志物,但由于缺乏小分子結合口袋,被視作“不可成藥”靶點——小分子降解劑對此束手無策。研究團隊設計了靶向HE4的Endobody(NbHE4-R?),在OVCAR3細胞培養基中實現了 約90%的HE4降解,并顯著抑制了卵巢癌細胞的增殖和遷移。成功實現對HE4這類“無口袋”胞外分泌蛋白的有效降解。
利用Endobody基因可編碼的天然優勢,團隊進一步設計了雙特異性Endobody——將靶向HE4和EGFR的兩種納米抗體通過柔性連接子串聯,實現了細胞外HE4與細胞膜上EGFR的同步降解。這一設計驗證了Endobody平臺的靈活性和可編程性,為需要協同干預多種致病蛋白的復雜疾病提供了全新策略。
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部分內吞蛋白會發生“內體逃逸”返回細胞質,從而降低降解效率。為解決這一問題,研究團隊在Endobody中額外引入蛋白酶體靶向結構域(PTD),設計了增強版 EER?P?。這一升級帶來了顯著提升:實現 溶酶體 + 蛋白酶體雙通路降解,“逃逸”部分由蛋白酶體兜底清除;在100 nM低濃度下,降解效果遠超普通Endobody和二價裸納米抗體;有效抑制AKT和ERK的磷酸化,阻斷細胞增殖和存活信號通路;選擇性殺傷EGFR陽性細胞,對EGFR陰性細胞(如HEK293T)無影響,體現出優異的靶向安全性。
Endobody的核心價值在于 “做減法”:1、結構極簡:納米抗體 + CPP,無冗余設計;2、 基因可編碼:重組表達,成本低、一致性好;3、受體非依賴:不受細胞類型限制;4、靶向無口袋蛋白:突破小分子降解劑的上限;5、模塊可編程:支持單特異性、雙特異性、增強型等多種設計。 Endobody為膜蛋白降解領域提供了一個優雅而強大的新工具,有望加速下一代蛋白降解藥物的開發。
論文鏈接:http://doi.org/10.1002/advs.76075
制版人:十一
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