Angew. Chem. :构建新型抗体-多肽偶联物通过分子伴侣介导的自噬实现膜蛋白靶向降解

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位于细胞表面的膜蛋白在信号转导、物质运输、细胞间交互作用等多种生物过程中发挥重要作用,其功能障碍与许多疾病密切相关,是重要的药物靶点。由于膜蛋白的分子结构较为复杂且处于细胞膜这一特殊环境,使其精准调控面临巨大挑战。现有药物大多作用于靶蛋白的特定位点来阻断或调节其功能,然而,许多蛋白质并不能被这种方式有效调控。对此,靶向蛋白质降解技术利用内源性降解系统,可直接降低蛋白质的含量而消除其整体功能,目前已开发了LYTAC/KineTAC/AbTAC和GluTAC等针对膜蛋白的降解技术,分别借助细胞表面特定媒介(如溶酶体靶向受体/细胞因子受体/E3连接酶)或溶酶体靶向多肽,将靶标膜蛋白(POI)运输至溶酶体进行降解。


近期,浙江大学钱玲慧研究员团队报道了一类新型抗体-多肽偶联物(Ab-CMAs),利用分子伴侣介导的自噬(CMA)实现膜蛋白的靶向降解,该过程不依赖细胞表面其他受体或E3连接酶,为膜蛋白的选择性降解提供了新的方法。

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CMA是一种独特的溶酶体蛋白水解途径,由胞质内分子伴侣Hsc70介导底物蛋白经溶酶体膜蛋白LAMP2A进入溶酶体而被选择性降解。Ab-CMA策略将靶向CMA的多肽(KFERQKILDQRFFE)共价偶联至商业化单克隆抗体(以靶向EGFR、PD-L1或HER2的单抗为例),在不同细胞系中实现了浓度、时间依赖型的靶标降解。机制研究实验表明,Ab-CMA诱导的膜蛋白降解依赖溶酶体,并且需要CMA通路的关键标志物——LAMP2A和Hsc70的参与,表明Ab-CMA通过分子伴侣介导的自噬诱导细胞表面膜蛋白“由外到内”的靶向降解。

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在细胞层面验证Ab-CMA的降解功能后,作者以靶向EGFR的西妥昔单抗(Ctx)为例,评估了偶联多肽的Ctx-CMA在荷瘤小鼠模型中的肿瘤抑制能力,结果表明,该抗体偶联物的抑瘤效果显著优于未修饰的抗体,并且肿瘤组织中的EGFR蛋白水平也显著降低。

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综上,Ab-CMA技术具有普适性和模块化等优点,发展了基于“分子伴侣介导的自噬”的膜蛋白靶向降解新模式,为膜蛋白的功能研究及相关疾病治疗提供了新思路。

文信息

Targeted Degradation of Cell-Surface Proteins via Chaperone-Mediated Autophagy by Using Peptide-Conjugated Antibodies

Jinning Shao, Xuefen Lin, Haoting Wang, Chuhan Zhao, Prof. Dr. Shao Q. Yao, Prof. Dr. Jingyan Ge, Prof. Dr. Su Zeng, Prof. Dr. Linghui Qian

文章的第一作者是浙江大学药学院的博士生邵瑾宁,通讯作者为浙江大学“百人计划”研究员钱玲慧,课题组致力于膜蛋白的原位可视化检测与靶向调控研究。感谢浙江大学药学院曾苏教授、新加坡国立大学姚少钦教授和浙江工业大学葛璟燕教授对该项目的指导与支持,感谢国家自然科学基金等项目的资金资助。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202319232

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