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PROTAC技术在生物医学中的应用

发布时间:2023-03-02

1. 用于肿瘤治疗:大多数肿瘤的形成与胞内关键蛋白的异常表达有关,通过PROTAC技术敲除与肿瘤形成相关的蛋白已被广泛应用于多种癌症疾病的治疗研究中。如Weel是一种调节细胞周期的蛋白激酶,特异性调控G2/M细胞周期检查点,Gray课题组。针对Weel开发了一种选择性的Weel降解剂ZNL-02-096,可在比Weel的小分子抑制剂AZD1775浓度低10倍的剂量下诱导细胞凋亡和G2/M期的累计,肝外细胞色素P4501B1( CYP1B1)在肿瘤细胞中高度表达,可加速不同结构的抗癌药物的失活。Zhou等基于CYP1B1的抑制剂ANF,开发出了能够特异性降解CYP1B1的降解剂6A-D,能够消除DU145/CY细胞的耐药性,为恶性肿瘤耐药的疾病治疗提供了新的方法和策略。

2. 用于神经性疾病治疗:Tau蛋白是大脑表达的微管相关蛋白家族的一员,Tau蛋白在脑内的异常堆积与阿尔兹海默症( Alzheimers disease, AD)、颅脑损伤( taumatic brain injury, TBI )和慢性创伤性脑病( chronic traumatic encephalopathy, CTE )都有关联。Lu等利用PROTAC招募Keapl-Cul3泛素连接酶成功实现了细胞内Tau蛋白的降解,为相关神经疾病研究提供了新的治疗思路。BET蛋白的降解可以减少缺血性脑卒中成年小鼠的脑水肿体积、降低促炎基因CXCLTNF α、MMP-9等的转录,还能促进血脑屏障( BBB )的修复,Candelario-Jalil课题组证明通过小分子降解剂dBETl可靶向降解BET蛋白,显示了其治疗缺血性脑卒中疾病的潜力。

3. 用于白血病治疗:人9号和22号染色体交叉易位导致BCR-ABL1融合蛋白表达,引起ABL1激酶的持续激活,从而引发慢性粒细胞白血病( CML )Crews课题组利用PROTAC技术构造了GMB-651分子用于降解BCR-ABL1融合蛋白,提供了一种新的治疗慢性粒细胞白血病的方法。

4. 用于基础代谢调节:PROTAC技术在调控基础代谢方面也显示出了相应的潜力。如Waldmann课题组曾应用PROTAC技术靶向降解PDEδ从而影响脂质代谢。

参考文献:

[1] 郝亚峰, 王汉杰. 靶向蛋白质降解技术研究进展[J]. 化学与生物工程, 2020, 37(6): 1-5.

[2] LIAN, PINCH B J, OLSON CM, et al. Development and char-acterization of a Weelkinase degrader [J].Cell Chemical Biology, 2020, 27(1): 57-65.

[3] ZHOU L, CHEN W M, CAO CY, et al. Design and synthesis of alpha-naphthoflavone chimera derivatives able to eliminate cytochrome P450( CYP ) 1B1-mediated drug resistance via targeted CYP1B1 degradation [J]. European Journal of Medicinal Chemistry, 2020, 189: 112028.

[4] LU M, LIU T, JIAO Q, et al. Discovery of a Keap1-dependent peptide PROTAC to knockdown Tau by ubiquitination-protea-some degradation pathway [J]. European Journal of Medicanal Chemistry, 2018, 146: 251-259.

[5] DeMARS K M, YANG C, CANDELARIO-JALIL E. Neuroprotective effects of targeting BET proteins for degradation with dBET1 in aged mice subjected to ischemic stroke [J]. Neuro-chemistry International, 2019, 127: 94-102