比PROTAC应用更广泛的溶酶体降解技术的发展和挑战靶向蛋白质降解技术是近十年

靶向蛋白质降解技术是近十年来迅速发展起来的一项干扰蛋白质功能的重要技术，目前研究最多的是基于泛素化-蛋白酶体系统（UPS）的蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC）和分子胶技术。然而随着降解机制和降解对象的拓展，近几年相继涌现出各类新型靶向蛋白质降解技术，包括溶酶体靶向嵌合体（lysosome-targeting chimera, LYTAC）技术、自噬靶向嵌合体（autophagytargeting chimera, AUTAC）技术、自噬小体绑定化合物（autophagosome-tethering compound, ATTEC）技术以及分子伴侣介导的自噬（chaperone-mediated autophagy, CMA）嵌合体技术。新兴的靶向蛋白质降解技术探索真核细胞内的另一重要蛋白质降解体系——溶酶体降解系统，如内吞-溶酶体途径和自噬-溶酶体途径[1] 。从目前靶向溶酶体降解的技术来看，溶酶体降解途径拥有比UPS更大的使用广度，包括不限于蛋白质、蛋白质多聚体、细胞器等，而且范围不限于胞内或胞外。在此前的文章中，我们曾对溶酶体降解途径进行综述，并与UPS做了区分对比。本次，我们将对溶酶体降解技术的最新进展及优缺点进行分析，以期带来更多的思考。

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图片来源：分析测试百科
一基于内吞-溶酶体途径：LYTAC
LYTAC主要由两个结合域组成，其中一个是靶向细胞表面的溶酶体靶向受体（LTR）的寡聚糖结构，另外一个是靶向靶蛋白的抗体、多肽或小分子，两者通过一个化学链连接在一起。LYTAC的作用机制包括：首先，靶蛋白配体部分与靶蛋白的胞外结构域结合，同时寡糖结构与细胞表面的LTR结合，三者形成LTR-LYTAC-靶蛋白三元复合物；随后，复合物经网格蛋白介导内吞进入细胞内，并经囊泡运送到早期内体中；随着内体酸化，三元复合物中的LTR解离并回到细胞膜或高尔基体， LYTAC与靶蛋白的复合物被继续转运至溶酶体中降解 [2] 。目前已报道的LTR有两种，分别是非阳离子依赖型甘露糖-6-磷酸受体（CI-M6PR）和去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）；其对应的配体分别是多聚甘露糖-6-磷酸（M6P）和N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）。2021年3月， Bertozzi课题组[3]设计出一种三联GalNAc分子（tri-GalNAc），通过“点击”化学偶联到能特异性识别靶蛋白的抗体结构上，得到具有肝细胞特异性的GalNAc-LYTAC；此外，该课题组将LYTAC的靶蛋白配体进行简化，将tri-GalAc与靶向细胞整合素的多肽分子进行偶联，设计出的多肽类的LYTAC分子，可选择性地降解肝癌细胞表面的整合素，进而抑制肝癌细胞增殖。同时， Tang课题组[4]也报道了关于GalNAc-LYTAC的研究，该课题组通过将tri-GalNAc与生物素、抗体或抗体片段偶联合成LYTAC分子，成功降解了肝脏细胞的胞外蛋白鼠抗兔IgG-647、鼠抗生物素IgG-647与膜蛋白EGFR 。

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图片来源：文献[2-3]
目前LYTAC技术存在一些问题和挑战，其中包括：①两种LYTAC结构中糖结构与抗体的偶联方式均为非特异性，糖结构与靶蛋白配体的最优化学计量比和两者的最佳连接位点仍无法确定。②研究表明，非特异性糖基修饰的抗体在小鼠体内会被很快清除，如何调节LYTAC的药代动力学特性以控制LYTAC的脱靶清除率，是该技术面临的另一难点。③LYTACs分子的LTR配体是化学合成的非天然糖结构，在人体内可能产生较强免疫原性。④LTR在大多数细胞表面广泛表达，避免LYTAC分子靶向只表达LTR但不表达靶蛋白的细胞，以及提高LYTACs的选择性与安全性，也是亟待解决的问题。⑤目前已被报道的LYTAC主要是抗体类大分子，小分子类LYTAC仍有待开发。