
靶向蛋白降解(TPD)在過去二十年中一直是一種很有潛力的治療策略,主要依賴突變和“不可成藥”蛋白質的持久敲除。
目前,一些藥物已用于臨床治療,如 AR 降解劑 ARV-110、ER 降解劑 ERV-471 等。近年來,TPD 技術在降解細胞外和膜
表面蛋白方面引起了廣泛關注,包括基于 M6PR 的 LYTAC、組織特異性 GalNac-LYTAC、細胞因子介導的 KineTACs、基
于細胞穿透肽/溶酶體分選序列的共價 GlueTACs和基于寡核苷酸的 Apt-TACs。然而,目前細胞外和膜蛋白降解策略仍存在
挑戰(zhàn),例如合成困難、腫瘤組織滲透性差、大型復合物難以內吞和適配體穩(wěn)定性差。此外,LTRs 和膜 E3 連接酶的表達受
限阻礙了當前 TPD 藥物的快速開發(fā)。因此,非常需要分子尺寸更小、效率更高、成本更低的溶酶體穿梭受體介導的膜蛋白
降解平臺。

Fig1 一種通過轉鐵蛋白受體(TFRC)實現(xiàn)蛋白降解的共價肽基溶酶體靶向蛋白降解平臺(Pep-TACs),在皮下瘤和原位瘤中引發(fā)抗腫瘤
免疫反應。
中山大學高艷峰教授帶領的研究團隊研發(fā)出一種新型的溶酶體靶向降解平臺—Pep-TACs。該平臺巧妙地將細胞表面溶酶
體穿梭受體TFRC的靶向肽與目標蛋白(POI)的靶向肽結合,并引入k-ASF進行靈活的共價修飾,從而增強了結合親和力
,實現(xiàn)了POI的高效降解。Pep-TACs在降解膜蛋白方面展現(xiàn)出特優(yōu)勢:首先,它不依賴內源性TF表達,通過靶向DT7肽的
TFRC實現(xiàn)持續(xù)降解,降解率高達91%;其次,基于TFRC的Pep-TACs能靶向多種癌癥,在復雜腫瘤微環(huán)境中表達穩(wěn)定;再
者,TFRC在血腦屏障上的過表達使得Pep-TACs在腦部疾病治療中潛力巨大;最后,利用共價肽進行靶向降解,通過設計
k-ASF增強與靶殘基的交聯(lián)能力,顯著提高了POI的結合能力和降解效率。
作為概念驗證,選擇介導腫瘤免疫逃避的關鍵免疫檢查點 PD-L1來展示 Pep-TACs 降解平臺的實用性。目前的結果表明,
Pep-TACs 可以顯著結合 PD-L1 并阻斷 PD-1/PD-L1 相互作用,尤其是名為 v9x 的共價 Pep-TACs。此外,Pep-TACs 主要通
過回收受體 TFRC 介導的內體-溶酶體降解途徑實現(xiàn) POI 的高效降解。此外,研究團隊已經(jīng)證明,即使 TFRC-Pep-TACs-
PD-L1 三元復合物的部分被 TFRC 回收并回收回細胞表面,它仍然可以阻斷 PD-1/PD-L1 相互作用。最重要的是,即使在模
擬腫瘤復雜微環(huán)境(包括酸性 pH 值、免疫細胞和高水平 IFN-γ)的體外實驗中,Pep-TACs 也能夠以最高的 91% 降解 PD-L1。
有趣的是,在 pH6.0時,共價 v9x 在樹突狀細胞和巨噬細胞中的降解效率顯著提高,表明 Pep-TACs 可以有效改變 PD-L1 在腫
瘤微環(huán)境中介導的免疫
抑制作用。

Fig2 共價PEP-TACs的內吞作用功能
對抗PD-1反應性 MC38 腫瘤模型的深入分析結果表明,與抗PD-L1抗體相比,Pep-TACs 發(fā)揮了顯著的腫瘤抑制作用,
3.9 mg/kg v9x 的抑制率最高,為 87%,劑量顯著低于抗 PD-L1 (10 mg/kg)。此外,Pep-TACs 通過增強 CD8+ T 細胞
的功能誘導劇烈的抗腫瘤免疫反應,流式細胞術和免疫熒光分析證明了這一點。此外,Pep-TACs 促進腫瘤細胞、DC
、巨噬細胞和整體腫瘤組織中 PD-L1 表達的大幅降低,對正常組織沒有明顯的毒性。在抗 PD-1 耐藥的 B16 腫瘤模型
中觀察到類似的抗腫瘤作用。令人驚訝的是,由于TFRC在BBB中的高表達,共價 v9x 在大腦中顯示出持續(xù)和顯著的富
集,這是共價肽降解劑腦富集的重要發(fā)現(xiàn)。更有趣的是,Pep-TACs 可以顯著促進腫瘤抑制并延長小鼠在原位腦腫瘤模型
中的存活率為 50%。

Fig3 共價PEP-TACs V9X抑制腦腫瘤的生長
重要的是,來自無腫瘤小鼠的 T 細胞可以特異性殺死 GL261-Luc,但不能特異性殺死不相關的 MC38 細胞(補充圖 10c)。
這些結果表明,Pep-TACs 治療可以引發(fā)有效的免疫記憶和腫瘤特異性免疫反應。

Fig4 Pep-TACs在原位GL261-Luc-Buncearch小鼠模型中發(fā)揮抗腫瘤效應
綜上所述,選擇具有強大內吞和再循環(huán)能力的腫瘤過表達 TFRC 用于膜蛋白降解的設計。該團隊開發(fā)了一種分子尺寸更小
、效率更高、特異性高的模塊化基于共價肽的溶酶體靶向降解平臺 (Pep-TACs)。Pep-TACs特別是用 k-ASF 共價基團修
飾的 Pep-TACs在原位GL261-Luc-Buncearch小鼠模型中發(fā)揮抗腫瘤效應,通過 TFRC 介導的內吞作用和靶點 PD-L1 有效內
化,用于復雜腫瘤微環(huán)境中腫瘤和免疫細胞的溶酶體降解,這為去除膜蛋白提供了一種非常有用的方法,具吸
引力的是,Pep-TACs 可以有效穿過血腦屏障 (BBB),有助于大腦中強烈的抗腫瘤免疫反應,這為特異性靶向和治療腦
部疾病鋪平了道路。
文獻來源:
Xiao, Y., He, Z., Li, W. et al. A covalent peptide-based lysosome-targeting protein degradation platform for cancer
immunotherapy. Nat Commun 16, 1388 (2025).