细胞|靶向蛋白降解药物:细胞内做“猎头”,“借刀”灭掉致病蛋白

靶向蛋白降解(TPD)技术是一项特异性地识别靶蛋白 , 利用细胞内固有的蛋白质降解途径直接降解靶蛋白的新技术 。 目前 , TPD领域发展出了PROTAC、分子胶、降解标签、溶酶体靶向嵌合体、自噬小体绑定化合物等技术 , 这大大拓展了可降解的靶蛋白的范围 。
近日 , 位于江苏的医诺康宣布完成近亿元天使轮融资 , 本轮融资资金将主要用于两个靶向蛋白降解(TPD)平台的扩展与应用 , 推进多项肿瘤和肿瘤免疫药物管线研发 。
TPD是新药研发的热点领域 。 目前 , 全球有不少公司、高校或研发机构正在进行TPD药物的研发 。 我国也有越来越多的企业加入到TPD药物的研发中 。
TPD技术究竟是什么?在为人类健康带来福音的同时 , TPD技术又将面临哪些挑战和机遇?
在细胞内找到致病蛋白将其清除
蛋白质是构成包括人类在内的一切生物的基础 , 它们在生物体内不断地产生 , 又不断地死亡 。
大多数疾病都与蛋白的表达或活性异常有关 , 有选择性地消除致病蛋白 , 将有利于治愈疾病 。
目前 , 绝大部分药物是蛋白抑制剂 , 它们通过与致病蛋白特异性结合 , 来抑制其活性 , 以获得疗效 。 但目前可用抑制剂结合的致病蛋白数量有限 , 不到潜在致病蛋白总数的20% , 80%的致病蛋白为不可成药靶点 。
20世纪七八十年代 , 以色列科学家阿龙·西查诺瓦、阿弗拉姆·赫尔什科和美国科学家伊尔温·罗斯经过多年研究 , 发现了泛素介导的蛋白质降解 。 他们因此获得了2004年的诺贝尔奖 。
泛素是一种多肽 , 由76个氨基酸构成 , 它能与蛋白质形成牢固的共价键 , 蛋白质一旦被它标记上 , 就会被送到细胞内的“垃圾处理厂”——蛋白酶体进行降解 。
TPD技术便是一项特异性地识别靶蛋白 , 利用细胞内固有的蛋白质降解途径直接降解靶蛋白的新技术 。 这相当于在细胞内找到致病的“靶子” , 并将它们根除 。
“TPD药物就是借用细胞本身的泛素—蛋白酶体系统(UPS) , 将致病蛋白清除掉 。 ”医诺康创始人解维林博士进一步解释说 。
靶向蛋白降解的概念最早于1999年提出 。 2001年 , 学者们提出了更为具体的蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)概念 , 合成了第一个靶向蛋白降解的嵌合分子 。 2013年 , PAOTAC领域的第一家上市公司Arvinas诞生 。
中国药科大学教授李志裕告诉采访人员:“PROTAC是让靶蛋白靠近E3泛素连接酶 , 被泛素化标记 , 并使靶蛋白被蛋白酶体识别、降解的新型药物分子 。 ”
目前 , TPD领域发展出了PROTAC、分子胶、降解标签、溶酶体靶向嵌合体、自噬小体绑定化合物等技术 , 这大大拓展了可降解的靶蛋白的范围 。
极大扩展了可成药靶点范围
李志裕介绍 , 2019年 , 由Arvinas公司开发用于治疗前列腺癌的ARV-110成为第一个进入临床试验的PROTAC , 其后3年间又有超过10个PROTAC也开始进行临床试验 , 且绝大部分的适应症集中在肿瘤领域 。
相比PROTAC , 分子胶的进展更快 , 目前已有分子胶药物上市 , 如用于骨髓瘤治疗的来那度胺和泊马度胺 。
“虽然TPD的研究目前主要集中在抗肿瘤药物的研发 , 但其潜在的应用领域将会非常广泛 。 ”解维林说 。
据不完全统计 , 截至目前 , 我国在研的TPD药物有几十款 , 它们的主要适应症为癌症 , 也涉及阿尔茨海默病、自身免疫性疾病等其他疾病 。
在解维林看来 , 分子胶和PROTAC的优势在于 , 它们有利于减少药物由于脱靶造成的副作用 , 也可以克服抑制剂药物由靶蛋白表达增高和变异引起的抗药性 , 还可以清除靶蛋白 , 消除其活性而增加药效 。