分享一篇發表在Angew. Chem. Int. Ed.上的文章，題目為“ HerTACs Enable Tumor-Selective Lysosomal Degradation of Membrane and Extracellular Proteins via HER2 Trafficking”。通訊作者是來自第二軍醫大學的董國強和盛春泉教授。他們的研究方向為化學治療新藥發現和開發，重點開展抗真菌和多靶點抗腫瘤藥物研究。
盡管目前已成功開發出若干降解膜結合蛋白（尤其是受體酪氨酸激酶）的PROTACs， 但其對細胞內泛素化機制的依賴性往往限制了針對胞外或分泌型靶點的降解效率。 值得注意的是，膜蛋白和胞外蛋白約占人類蛋白質組的40%，且構成臨床已驗證治療靶點的主要部分。因此，將TPD技術拓展至這些蛋白類別已成為治療創新的重要挑戰領域。為突破這些局限，近期開發了一系列溶酶體依賴的降解策略，包括LYTAC（溶酶體靶向嵌合體）、KineTAC、 DENTAC， IFLD（整合素介導的溶酶體降解）等。
盡管取得這些進展，現有降解系統仍嚴重依賴大分子（如抗體、適體），這些分子結構復雜、合成成本高，且存在穩定性和組織滲透性受限的問題。人表皮生長因子受體2（HER2）作為一種在乳腺癌等惡性腫瘤中過表達的致病性膜蛋白，既是預后生物標志物也是治療靶點。研究者發現，HER2可介導偶聯治療劑（如光敏劑和抗體-藥物偶聯物ADCs）的內吞作用和溶酶體運輸，這表明其具有作為溶酶體遞送天然通道的潛力。雖然此前已有研究利用HER2實現抗體-PROTAC偶聯物的受體介導內化，但其作為非抗體類TPD平臺溶酶體運輸受體的更廣泛潛力尚未得到充分探索。
本研究開發了一種新型TPD平臺——HER2靶向溶酶體束縛嵌合體（HerTACs），該平臺利用HER2介導的內吞作用實現HER2陽性癌細胞中膜蛋白和胞外蛋白的選擇性降解。通過AlphaFold結構建模與優化指導，設計出一類基于裝釘肽的HerTACs，能有效誘導多種臨床相關靶點的內化和溶酶體降解。
為探究HER2作為TPD運輸受體的潛力，作者采用廣泛使用的HER2靶向肽LTVSPWY（L肽）構建肽-FITC探針L-FITC（4）。在SK-BR-3細胞中，流式細胞術分析顯示細胞內熒光強度隨時間遞增，表明L-FITC高效內化。值得注意的是，L-FITC與溶酶體標記物LysoTracker顯著共定位，證實HER2不僅介導L-FITC內吞，還促進其向溶酶體運輸。
為深入驗證HER2的運輸受體功能，作者選擇PD-L1作為目標蛋白，將PD-L1小分子抑制劑BMS-202與HER2靶向L肽偶聯，設計出HerTAC LP（7）。此外還選用兩種替代HER2靶向肽QDVNTAVAW（Q肽）和RIKPRKGYTR（R肽） 分別構建化合物QP（8）和RP（9）。蛋白質印跡分析表明，在SK-BR-3和HepG2細胞中，LP處理24小時后誘導的PD-L1降解效果優于QP和RP。
隨后，作者為評估烴類釘合環化是否增強HerTACs的降解效率，將裝訂L2,5肽與PD-L1靶向配體BMS-202偶聯，構建環狀HerTAC分子L2,5P，與未釘合對照分子LP相比，L2,5P在HER2高表達的SK-BR-3細胞中表現出顯著增強的PD-L1降解活性，降解效能提升約8倍（DC50=156 nM）。在另一HER2過表達細胞系（4T1-Neu）中，L2,5P同樣實現高效降解（DC50=110 nM）。
為拓展靶標范圍，作者選擇VISTA（一種參與維持外周免疫耐受并促進腫瘤免疫逃逸的負性免疫檢查點）作為膜蛋白靶標，基于已報道的VISTA抑制劑設計出綴合物L2,5V，并證明能有效降解HepG2細胞中的VISTA。利用高親和力MIF抑制劑NVS-2通過與L2,5肽偶聯生成化合物L2,5M。用L2,5M處理HepG2細胞后，形成的L2,5M-MIF復合物以時間依賴方式被細胞逐漸內化，24小時后達到最大攝取量。
總而言之，作者開發了首創新型HerTAC平臺，通過HER2介導的內吞作用實現膜蛋白和胞外蛋白的腫瘤選擇性降解。HerTAC代表了一種多功能且具臨床轉化潛力的TPD策略，可將治療范圍拓展至以往不可成藥的胞外及膜相關腫瘤蛋白領域。
本文作者：CZH
責任編輯：TZS
DOI：10.1002/anie.202511467
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202511467
