科技 | 华东师范大学叶海峰团队开发程序可控靶蛋白降解新技术

　　在现代医学和生物化学的领域里，有一种被称为“靶向蛋白质降解”技术(TPD)，它像是给我们的细胞装上了一个精准的“导航系统”，能够直接找到并清除那些引起疾病的错误蛋白质。想象一下，如果我们的身体内有些蛋白质“出了错”、变得“不听话”，就可能引起各种疾病，包括让人闻风丧胆的癌症和让人逐渐失去记忆的阿尔茨海默病。TPD技术提供了一种方法，不仅能找到这些“不听话”的蛋白质，还能像删除不需要的文件一样把它们清理掉，从而治疗或控制疾病。

　　然而，这项技术并非没有挑战。一方面，目前广泛使用的蛋白质降解剂虽然在清除特定蛋白质方面非常有效，但它们可能不够“挑剔”，有时候也会误伤那些正常的、对我们身体有益的蛋白质，这就像是在除草时不小心也把花给拔掉了。这种不够精确的选择性可能会导致一些我们不希望看到的副作用。此外，有些蛋白质降解技术需要在开始工作之前对目标蛋白质进行特殊的“标记”处理，这一额外的步骤限制了它们的应用范围，因为并不是所有的蛋白质都容易或适合被这样处理。

　　封面图展示了蛋白降解三聚体的形成，包括E3泛素连接酶ΔTRIM21模块，纳米抗体模块和靶蛋白。外部光照时，ΔTRIM21模块与纳米体模块相互作用，促进与靶蛋白结合，然后复合物进入蛋白酶体进行目标蛋白降解。

　　为了克服这些挑战，华东师范大学生命科学学院叶海峰研究团队带来了一项创新——名为ΔTrim-TPD的新型靶向蛋白质降解系统。这个系统的设计灵感来源于一项早期的技术Trim-Away，这种技术通过向细胞内注射特定的抗体，实现对病态蛋白质的精准“定位”并借助于一种叫做E3泛素连接酶的“天然剪刀”Trim21来“剪切”并清除这些蛋白质。Trim-Away技术的一个突出优点是它不需要对目标蛋白进行任何预处理就能实现降解，而且通过选择不同的抗体，它几乎可以针对任何蛋白质进行操作。这一创新成果“A programmable targeted protein degradation platform for versatile applications in mammalian cells and mice”于2024年3月12日发表在国际期刊Molecular Cell 。ΔTrim-TPD系统能够通过外界信号，如光照或化学物质，精确控制蛋白质的降解，从而为治疗特定疾病提供了新的可能性。

　　ΔTrim-TPD系统包括三种不同的操作方式：RedΔTrim-TPD、ChemΔ2Trim-TPD和OptoΔ2Trim-TPD，每种方式通过不同的信号触发蛋白质的降解。例如，RedΔTrim-TPD系统通过红光信号启动蛋白质降解，ChemΔ2Trim-TPD系统则通过化学物质快速启动降解过程，而OptoΔ2Trim-TPD系统通过蓝光信号控制蛋白质的降解。这些技术的开发不仅为基础科学研究提供了新的工具，还为精确医疗治疗打开了新的大门，特别是在需要在细胞层面上进行精确调控的治疗领域。

　　图 ΔTrim-TPD的设计原理图和应用

　　此外，该技术的应用潜力极大，不仅可以用于治疗复杂疾病，还有可能推动个性化医疗的发展。通过精准控制特定蛋白质的数量，科学家们能够有效地“关闭”引发疾病的蛋白质，大幅提升治疗效果同时减少不必要的副作用。这一研究成果不仅展示了ΔTrim-TPD系统在靶向蛋白质降解领域的强大能力，也为未来的生物学研究和疾病治疗提供了新的思路和工具。这一突破性的研究不仅为科学界提供了一种新的靶向蛋白质降解方法，也为未来治疗相关疾病开辟了新的可能性，展现了精确医疗在未来的广阔应用前景。

　　科技发展靠创新，企业发展亦靠创新。中细软集团为创新保驾护航，服务项目多达3000余种，包括商标、专利、版权的确权和交易服务、知识产权评估服务、知识产权法律服务、设计开发服务、高新认定服务和其他增值服务等。如果您有知识产权方面的需求，欢迎咨询我们。

　　来源：iNature