介绍一篇发表在JACS上的文章，题目为“Lysosome Targeting Chimaeras for Glut1-Facilitated Targeted Protein Degradation”，通讯作者是中科院深圳先进技术研究院的耿晋研究员，主要研究方向包括聚合物化学、药物开发、肿瘤诊断等。
靶向蛋白降解技术在生物医学领域有巨大的应用潜力。目前，依赖于泛素-蛋白酶体系统的分子胶和PROTAC技术已被广泛应用于细胞内蛋白的降解，而通过溶酶体途径降解膜蛋白和细胞外蛋白的研究仍处于临床前研究的阶段，其中一个难题是缺少可用的靶标蛋白。在本文的工作中，作者关注到在多种肿瘤细胞中高表达的葡萄糖转运体Glut1。Glut1不仅能作为葡萄糖、甘露糖、半乳糖等的转运蛋白，也有研究表明，Glut1在与特定的大分子(如蛋白质-含糖聚合物的缀合物)相互作用时，Glut1通过内吞作用促进其内化。基于此，作者希望发展Glut1促进的溶酶体降解策略，利用抗体-糖苷偶联物作为分子降解剂，抗体与靶标蛋白PD-L1结合，另一端的含糖寡聚物与Glut1结合，形成的三分子复合物接下来经历胞吞和早期溶酶体形成，溶酶体成熟后，三者都会发生降解，一部分Glut1返回细胞膜。重复这一过程，会导致PD-L1的表达减少，可能会激活T细胞的免疫功能，后续通过免疫反应杀伤肿瘤细胞。首先，作者通过自由基聚合反应得到了一系列侧链含有D-葡萄糖和/或D-半乳糖的含糖寡聚物，其中Gal6、Gal4Glc2和Glc6被细胞摄取的水平更高。激光扫描共聚焦显微镜的观察结果显示，三种含糖寡聚物在内化后与溶酶体表现出高度的共定位。之后，作者将这三种含糖寡聚体分别与PD-L1的抗体Avelumab进行偶联，得到三种分子降解剂，并测试了它们降解PD-L1的效果。WB的结果显示，三种偶联物能够以剂量依赖性的方式减少PD-L1的表达量，其中Ave-Glc6表现出最强的降解能力。而在不同治疗时间下，PD-L1的表达量呈现下降-上升-再下降的趋势，Glut1的含量也呈现类似的趋势，可能是细胞内的逆转运复合体将PD-L1-Ave-含糖寡聚物-Glut1复合物回收到细胞膜上。作者提出，抗体与含糖寡聚体之间的连接子可以替换为pH敏感性的连接子，在酸性的溶酶体环境中，靶蛋白与溶酶体靶向受体解离，前者留在溶酶体中进行降解，后者在逆转运复合体的作用下返回细胞膜进行后续循环，进一步促进靶蛋白的降解。最后，作者对这一降解过程的机制进行了验证。在添加溶酶体抑制剂氯喹或Glut1抑制剂BAY-876后，PD-L1的降解被抑制，证实Ave-含糖寡聚体能够通过溶酶体途径降解PD-L1，这一过程也与Glut1密切相关。总之，作者证明了Glut1是一种适用于靶向蛋白降解技术的溶酶体靶向受体，并开发了Glut1促进溶酶体降解策略，用于靶标膜蛋白的降解。原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c02463文章引用：https://doi.org/10.1021/jacs.4c02463
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