综述:靶向溶酶体穿梭受体的小分子配体及溶酶体靶向嵌合体的新兴前景

【字体: 时间:2025年09月24日 来源:Journal of Medical Mycology 2.2

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  本综述系统剖析靶向溶酶体穿梭受体的小分子与多肽配体,深入探讨LYTAC技术通过非经典内吞途径(涉及GPCR、整合素等)降解胞外蛋白的机制优势,为理性设计具有优异药代动力学特性的下一代溶酶体靶向嵌合体(LYTAC)提供框架。

  

小分子配体与溶酶体靶向嵌合体的前沿探索

靶向蛋白降解(Targeted Protein Degradation, TPD)技术近年来彻底改变了治疗性分子开发的格局。其中,溶酶体靶向嵌合体(Lysosome-Targeting Chimeras, LYTACs)的出现,标志着TPD领域的重大突破。与传统依赖于蛋白酶体的降解策略不同,LYTACs能够介导细胞外蛋白和膜蛋白的降解,极大地扩展了可成药靶点的范围。

溶酶体穿梭受体的配体结合机制

LYTAC分子的作用核心依赖于它们与溶酶体穿梭受体的特异性结合。这类受体能够将结合的货物分子内化并运送至溶酶体进行降解。目前, several representative receptors have been extensively studied,包括阳离子非依赖性甘露糖-6-磷酸受体(CI-M6PR)、去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)等。

小分子和多肽配体与这些受体的相互作用展现出多样化的结构特征和结合模式。例如,与CI-M6PR高亲和力结合的配体通常模拟甘露糖-6-磷酸(M6P)的结构,这是一种天然配体。配体工程在此扮演了关键角色,通过对配体的化学修饰,可以优化其与受体的结合亲和力和特异性,从而直接影响LYTAC的降解效率。

exploiting 非经典内吞途径的新兴策略

除了上述经典受体,最新的研究前沿正致力于开发通过非经典内吞途径介导降解的LYTACs。这一策略极大地拓宽了受体选择的范围,为降解更多类型的蛋白提供了可能。

研究关注的受体类型包括:

  • 溶酶体膜蛋白:如LIMP-2或SCARB2。

  • 糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定受体:这类受体通过GPI锚定在细胞膜上,具有独特的内化特性。

  • 凝集素受体(Lectin Receptors):能够识别特定的糖基化模式,为靶向糖蛋白提供了途径。

  • 溶质载体(Solute Carriers, SLCs):一个庞大的膜转运蛋白家族,其内化机制正在被探索用于LYTAC设计。

  • 整合素(Integrins)G蛋白偶联受体(GPCRs):这两类都是极为重要的药物靶点家族。利用其内化特性开发LYTAC,为降解疾病相关的细胞外域或整个受体蛋白提供了全新工具。

小分子LYTAC的优势与设计框架

与基于抗体或肽段的大分子偶联物相比,全小分子LYTACs展现出显著的优越性。其药代动力学性质(Pharmacokinetics) 更佳,组织穿透能力(Tissue Penetration) 更强,并且合成可及性(Synthetic Accessibility) 高,更符合传统小分子药物的开发逻辑。

基于对这些机制的理解,研究者提出了一个理性设计的框架。该框架强调两个核心要素:

  1. 1.

    配体工程(Ligand Engineering):精心设计和优化靶向目标蛋白(POI)的配体以及靶向溶酶体受体的配体,是构建高效LYTAC的基础。

  2. 2.

    受体选择(Receptor Selection):根据目标组织的受体表达谱、内化效率及循环速率等因素,选择合适的溶酶体穿梭受体,是实现特异性降解的关键。

挑战与未来展望

尽管前景广阔,LYTAC技术走向临床转化仍面临诸多挑战。特异性(Specificity) 是首要问题,如何确保LYTAC只降解目标蛋白而不影响其他功能蛋白至关重要。疗效(Efficacy) 的优化需要更深入地理解受体生物学和内吞 trafficking 的详细路径。此外,最终的转化潜力(Translational Potential) 取决于能否在体内模型中有效且安全地实现降解。

未来的机遇蕴藏在克服这些挑战的过程之中。通过跨学科的合作,结合结构生物学、化学和细胞生物学的最新工具,下一代LYTACs有望成为治疗癌症、自身免疫性疾病、神经退行性疾病等多种顽疾的 powerful modality。

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