溶酶体靶向嵌合体（LYTAC）策略为膜蛋白的降解提供了非常强大的工具。然而，LYTACs（抗体小分子偶联物）的合成具有挑战性。基于抗体的LYTAC穿透实体瘤的能力也很有限，尤其是穿过血脑屏障（BBB）的能力。

2025年2月6日，中山大学药学院高艳锋、周秀曼共同通讯在Nature communications 上在线发表题为“A covalent peptide-based lysosome-targeting protein degradation platform for cancer immunotherapy”的研究论文。研究提出了一种基于共价嵌合肽的靶向降解平台（Pep-TAC），通过引入一个长而灵活的芳基磺酰氟基团，该平台允许在与目标蛋白质结合时进行邻近交联。

Pep-TACs平台通过循环转铁蛋白受体（TFRC）介导的溶酶体靶向内吞机制促进靶蛋白的降解。生物学实验表明，共价Pep-TACs可显著降低肿瘤细胞、树突状细胞和巨噬细胞表面PD-L1的表达，尤其是在酸性条件下，并显著增强T细胞的功能和巨噬细胞对肿瘤的吞噬作用。此外，在抗PD-1应答和耐药的肿瘤模型中，Pep-TACs均发挥了显著的抗肿瘤免疫应答。Pep-TACs可以穿过血脑屏障，延长原位脑肿瘤小鼠的生存期。作为概念验证，本研究介绍了一种基于TRFC的模块化共价肽降解平台，用于膜蛋白的降解，特别是用于脑肿瘤的免疫治疗。

最近，靶向蛋白质降解（TPD）技术已成为一种有前途的治疗方法，它依赖于泛素蛋白酶体系统（UPS）的激活来降解细胞内蛋白质。然而，很大一部分膜蛋白（占编码基因的40%）和细胞外分泌蛋白目前不太适合现有TPD方法的范围。

2020年，Bertozzi等人报道了溶酶体靶向嵌合体（LYTAC）是获得膜蛋白降解的重要方法。LYTAC通过聚糖抗体生物偶联靶向细胞膜上的目标蛋白（POI）和溶酶体穿梭蛋白。然而，目前基于抗体的LYTAC形式存在合成困难和肿瘤穿透能力差等缺点。与抗体、融合蛋白和适配体TPD技术相比，基于小肽的TPD更直接、更具成本效益，具有更好的肿瘤穿透能力。

另一方面，溶酶体内吞受体，如ASGPR和M6PR，容易被影响POI降解的内源性配体占据。此外，尽管这些LYTAC的有限效率可以通过破坏逆转录复合体来实现，但只有极小部分受体循环回质膜，这导致无法实现POI的持久降解。为了克服这些挑战，关键在于确定TPD技术的优势靶点。转铁蛋白受体TFRC对细胞铁的摄取至关重要，是具有高回收效率的受体之一。TFRC在肿瘤细胞上过表达，并且无论周围配体的丰度如何，都保持相对稳定，这使其成为实现膜蛋白高效和持久降解的理想靶标。Nie等人最近使用与PD-L1抗体融合的基因编码的TFRC靶向肽开发了一种基于TFRC的LYTAC。然而，采用L肽的基于TFRC的LYTAC的半衰期有限且结合不理想，严重阻碍了其降解POI的功效。此外，肽与TFRC的结合稳定性差只会导致瞬时蛋白质降解。

为了提高肽在体内的稳定性并避免蛋白水解降解的快速清除，共价标记技术已被证明是有效的策略。此外，随着下一代点击化学硫（VI）氟化物交换（SuFEx）反应的发展，能够靶向包括Lys、Tyr和His在内的多种亲核残基的芳基磺酰氟（ASF）因其高稳定性和高反应速率而备受关注。因此，研究提出利用共价ASF修饰的肽作为TPD平台将大大提高肽对靶蛋白的结合能力和降解效率。不幸的是，缺乏灵活的长侧链和ASF与经典氨基酸相似的长度，限制了其交联更远靶残基的反应半径。因此，添加柔性长侧链的ASF衍生物的设计可能提供一种方便的方法，可以大大提高肽的结合耐久性和稳定性。

在这里，研究开发了一种基于模块化共价肽的溶酶体靶向降解平台（称为Pep-TAC），以促进靶蛋白的有效降解。TFRC特异性靶向D型肽DT7，其特点是结构稳定和高亲和力，占据与转铁蛋白不同的结合口袋与靶向POI蛋白结合共价肽偶联形成嵌合肽，称为Pep-TAC。作为概念验证，PD-L1是一种介导肿瘤免疫逃逸的关键免疫检查点被选中以展示Pep-TACs降解平台的实用性。研究设计并引入了一种灵活的非天然氨基酸，名为k-ASF，具有SuFEx反应特性，以提高与POI的结合稳定性，从而显着提高转运到溶酶体的可能性。这个方便的Pep-TACs平台将为高效膜蛋白降解工具的开发提供指导。

图1研究方案（摘自Nature communications ）

参考消息：

https://doi.org/10.1038/s41467-025-56648-6