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Cell子刊:上海科技大學(xué)范高峰等通過PROTAC靶向降解致癌因子NAMPT

來源:生物世界 2022-11-04 17:59

這些結(jié)果表明,通過PROTAC靶向降解具有促進(jìn)腫瘤功能的蛋白質(zhì)NAMPT的有益效果和可行性,能夠達(dá)到傳統(tǒng)酶抑制劑難以實(shí)現(xiàn)的效果。

PROTAC(Proteolysis-Targeting Chimera)技術(shù),通過把E3泛素連接酶和目標(biāo)蛋白聯(lián)系在一起,導(dǎo)致目標(biāo)蛋白的泛素化修飾,從而被蛋白酶體分解成多肽和氨基酸。目標(biāo)蛋白被降解后,PROTAC會(huì)被釋放重用,繼續(xù)破壞目標(biāo)蛋白。

相比于其他的藥物和療法,PROTAC有許多潛在的優(yōu)勢(shì),比如其組織分布廣泛,可以口服給藥。相比于其他療法(如細(xì)胞治療、抗體藥物等),PROTAC的生產(chǎn)流程更簡(jiǎn)單;相比小分子藥物,PROTAC可以靶向其更多小分子藥物無法靶向的靶點(diǎn),產(chǎn)生更好的效果。

自2001年耶魯大學(xué)Craig Crews教授首次報(bào)道PROTAC技術(shù)以來,該領(lǐng)域發(fā)展迅速。在過去的20年里,科學(xué)界和工業(yè)界已經(jīng)開發(fā)了數(shù)千種PROTAC分子。近幾年,靶向雄激素受體(AR)、雌激素受體(ER)、布魯頓酪氨酸激酶(BTK)等靶點(diǎn)的PROTAC分子開始進(jìn)入臨床開發(fā)階段,PROTAC最具潛力、最有突破性的藥物研發(fā)技術(shù)之一。

上海科技大學(xué)范高峰、姜標(biāo),標(biāo)新生物楊小寶等人在 Cell 子刊 Cell Chemical Biology 期刊發(fā)表了題為:Addressing the Enzyme-independent tumor-promoting function of NAMPT via PROTAC-mediated degradation 的研究論文。

該研究開發(fā)了兩種靶向煙酰胺磷酸基轉(zhuǎn)移酶(NAMPT)的PROTAC分子,能高效降解NAMPT蛋白,從而有效殺傷血液腫瘤細(xì)胞,效果優(yōu)于臨床試驗(yàn)中的NAMPT抑制劑FK866。

煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)作為一種重要的小分子代謝物,廣泛參與細(xì)胞能量代謝中的一系列生化反應(yīng),如糖酵解、氧化磷酸化、脂肪酸氧化等。它還作為輔助底物在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮多種作用,包括DNA損傷修復(fù)和蛋白質(zhì)去乙?;?/p>

煙酰胺磷酸基轉(zhuǎn)移酶(NAMPT)是哺乳動(dòng)物NAD+補(bǔ)救合成途徑中催化從煙酰胺(NAM)合成煙酰胺單核苷酸(NMN,是NAD+的前體)的限速酶。NAMPT有兩種形式,分別是細(xì)胞內(nèi)NAMPT(iNAMPT)和細(xì)胞外NAMPT (eNAMPT)。

已有大量文獻(xiàn)證明NAMPT在促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和去分化方面的關(guān)鍵作用。由于腫瘤細(xì)胞中NAD+和ATP分解代謝增加,因此腫瘤細(xì)胞對(duì)iNAMPT抑制比正常細(xì)胞更敏感。而多種人類惡性腫瘤(星形細(xì)胞瘤、骨髓瘤、口腔癌、胃癌、子宮內(nèi)膜癌、肝細(xì)胞癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌等等)中,血漿eNAMPT水平升高,因此eNAMPT被認(rèn)為是一種致癌因子。

因此,急需一種新的靶向iNAMPT和eNAMPT的策略,而這是傳統(tǒng)的酶抑制劑難以實(shí)現(xiàn)的。而PROTAC技術(shù)帶來了新的希望。

在這項(xiàng)研究中,研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了兩種高選擇性PROTAC,能夠依賴E3連接酶Cereblon促進(jìn)NAMPT的降解。這兩種PROTAC對(duì)血液腫瘤細(xì)胞的殺傷效果均優(yōu)于臨床候選藥物FK866(NAMPT的酶抑制劑)。

這些結(jié)果表明,通過PROTAC靶向降解具有促進(jìn)腫瘤功能的蛋白質(zhì)NAMPT的有益效果和可行性,能夠達(dá)到傳統(tǒng)酶抑制劑難以實(shí)現(xiàn)的效果。

近年來,PROTAC技術(shù)發(fā)展迅速,具有應(yīng)用范圍廣、高選擇性、可靶向傳統(tǒng)不可成藥靶點(diǎn)等優(yōu)勢(shì),但也存在一些需要改進(jìn)的地方,例如分子量大、分子剛性強(qiáng)導(dǎo)致的口服吸收較差等問題。而這項(xiàng)研究開發(fā)的兩種PROTAC分子(PROTAC-11和PROTAC-12),特別是PROTAC-12,通過合理的設(shè)計(jì)克服了這些缺點(diǎn),在大鼠藥代動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)中表現(xiàn)出很好的口服吸收和利用前景,值得進(jìn)行更深入的臨床前研究。

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