ATTEC技术全称：Autophagosome-Tethering Compound，自噬体绑定化合物代表性公司■◆：PAQ Therapeutics（济景医药） 与基于自噬的AUTAC技术类似，ATTEC通过将POI绑定到自噬体上发挥作用。具体来说，ATTEC既可以与自噬体的关键蛋白LC3结合，也可与POI结合。在自噬过程中★■■，关键蛋白LC3被脂化后聚合扩增，形成膜结构■■，并将蛋白★■◆■◆、脂类★◆★、细胞器等降解目标包裹于其中■◆★★■◆，形成完整的自噬体，与溶酶体融合后，其中包裹的物质得以降解。

　　2019年10月发表于Nature上的一项研究中，复旦大学鲁伯埙教授团队开发了一种ATTEC分子，既可以与LC3结合◆★■■■，也可以与突变的亨廷顿蛋白（mHTT）结合，从而将靶蛋白绑定至自噬小体进行降解。2021年发表在Cell Research杂志上的另一篇论文证实，ATTEC技术还能够降解细胞内储存脂肪的一种细胞器——脂滴 （脂滴的过分储积可能与多种疾病相关，比如肥胖、非酒精性脂肪肝、神经退行性疾病等） ，实现了靶向降解技术从蛋白向非蛋白物质的突破。 基于ATTEC技术，一家名为PAQ Therapeutics(济景医药)的公司已经成立，鲁伯埙教授是联合创始人之一。2021年7月■★◆，PAQ Therapeutics完成了3000万美元的A轮融资，公司最初专注于开发遗传性中枢神经系统疾病的治疗药物，后续计划拓展到其他蛋白和非蛋白靶点来用于治疗肿瘤、代谢病等多种重大疾病。 ATUOTAC技术全称：Autophagy-Targeting Chimera，自噬靶向嵌合体代表性公司：AUTOTAC Bio 自噬货物受体p62/SQSTM1在多泛素化货物和自噬小体之间起桥梁作用。多泛素化的货物与p62的UBA结构域结合，导致p62构象变化。这种构象的改变暴露了p62的LIR基序，并促进其与LC3在自噬膜上的相互作用。2022年2月◆★◆◆■，来自韩国的一个科学家团队在Nature Communications 上发表的一篇论文提出了AUTOTAC技术。AUTOTAC分子由一个与p62的ZZ域相互作用的模块和一个POI靶向模块组成★★■★。AUTOTAC的作用是连接POI 和p62，不依赖于POI的泛素化。AUTOTAC促进p62的寡聚和活化，导致POI通过自噬-溶酶体途径降解★◆■。AUTOTAC不仅能介导单体蛋白的靶向降解■◆，还能介导有聚集倾向的蛋白的降解。利用表达人类病理tau突变体的小鼠模型，研究者们证明AUTOTAC能够有效地去除错误折叠的tau★◆◆。相比之下★■◆★★■，以蛋白酶体为基础的技术★■◆，如PROTAC和分子胶■★◆★■■，在处理错误折叠的蛋白质方面通常是无效的■★。除Tau外，AUTOTAC还能有效去除多种癌蛋白，如降解雄激素受体(AR)。

　　自2019年3月首款PROTAC分子进入临床开发以来◆◆，短短3年多的时间★◆★，靶向蛋白降解（Targeted Protein Degradation，TPD）领域飞速发展，一方面，全球有多个PROTAC、分子胶项目进入临床■◆◆★，且部分领先项目已经多次披露临床研究数据■◆■★；另一方面，新技术层出不穷■★■◆★，致力于LYTAC、ATTEC★■■◆■★、ATAC、AUTOTAC等新技术开发的Biotech公司均受到了资本青睐。本文结合Signal Transduction and Targeted Therapy 杂志于4月4日发表的一篇综述◆★■◆，盘点近几年取得重要研究进展的靶向蛋白降解技术，主要包括作用机制、代表性公司■◆★★、全球研发现状等内容★■◆■◆。

　　AUTAC技术全称：Autophagy-Targeting Chimera★■★，自噬靶向嵌合体 除了核内体-溶酶体途径，自噬-溶酶体途径也已被用于靶向蛋白降解剂的开发。核苷酸8-nitro-cGMP（8-nitrocyclic guanosine monophosphate）是细胞内调节自噬体（autophagosome）招募的重要信号分子。8-nitro-cGMP的这一特性被用于开发自噬靶向嵌合体(AUTAC)。AUTAC分子由三部分组成◆■：一个基于cGMP的降解标签、一个linker、一个兴趣蛋白（POI）或细胞器的小分子配体。AUTAC分子触发K63连接的多泛素化，以及随后的溶酶体介导的降解■■■◆◆。相反，PROTAC分子诱导K48连接的多泛素化和蛋白酶体介导的降解。

　　也许，正如Nature杂志在一篇评论文章所述，随着已有蛋白降解技术不断成熟◆★■◆■★，新的蛋白降解技术不断出现，可能有一天，所有蛋白均可被靶向降解。

　　BIAC技术全称：Bispecific Aptamer Chimera◆★，双特异性适体嵌合体 双特异性适体嵌合体的作用机制与LYTAC类似，通过核内体-溶酶体途径介导POI的降解◆■■■。不同的是★★★，双特异性适体嵌合体利用DNA适体靶向CI-MPR和跨膜POI。2021年2月，来自上海交通大学等机构的研究人员设计出了第一个双特异性适体嵌合体分子■★★■◆★，命名为A1-L-A2，其中A1和A2特异性结合CI-MPR和一个POI，L代表linker DNA。研究表明，A1-L-A2可以将膜蛋白，如受体酪氨酸激酶MET和PTK-7★◆■，运送到溶酶体进行降解★★。同时，这一适体嵌合体对非靶向蛋白水平没有显著影响。与抗体相比，核酸适体具有制备简单★■、合成精确、稳定性好等优点，因此，是一类值得期待的技术◆■■★。

　　总体来说■◆◆，ATAC类似LYTAC，作为一种双功能分子，一端与靶蛋白结合★■，一端与ASGPR结合◆★★。所产生的ASGPR-ATAC-靶蛋白复合物会被细胞膜◆■◆★“吞没”，形成一个运输囊泡，囊泡会将复合物运输到肝细胞溶酶体中■■◆，之后靶蛋白被降解◆■■★■。由于ASGPR是一种肝脏特异性溶酶体靶向受体，因此，相比LYTAC（CI-M6PR在多种细胞中广泛表达），ATAC技术能够以限制细胞类型的方式降解胞外蛋白◆■■◆◆，有潜在的安全性优势。 提出ATAC概念的是一家名为Avilar Therapeutics的公司，去年11月，该公司宣布从创始投资者RA Capital Management获得了6000万美元的种子融资。Avilar的目标是靶向致病细胞外蛋白■★◆■★，拓宽蛋白降解剂的靶点边界。

　　基于CMA的降解剂（CMA-based degrader）包括三个功能域：一个细胞膜穿透序列、一个POI结合序列以及一个CMA靶向基序。使用基于CMA的降解剂时■■■，这类降解剂先进入细胞■★★■◆，然后通过POI结合序列结合目标蛋白，最后运输到溶酶体进行降解。这种技术已经被证明能够降低支架蛋白PSD-95、DAPK1以及α-synuclein的水平★◆◆★。不过■◆，想要成为一种有效的治疗策略◆◆◆■■★，基于CMA的降解剂需要克服至少两个主要障碍◆★，首先是降解剂的稳定性；其次是有效递送★★。

　　CHAMP技术全称：Chaperone-mediated Protein Degradation/Degrader，分子伴侣介导的蛋白降解剂代表性公司：珃诺生物（Ranok Therapeutics） 分子伴侣（Chaperone）又称侣伴蛋白，参与一半以上的哺乳动物蛋白的折叠。分子伴侣包含许多不同的家族◆■■◆■★，如HSP60家族、HSP70家族★■、HSP90家族等，每个家族以不同的方式帮助蛋白质折叠。 除了参与蛋白质折叠，在某些情况下，分子伴侣还可以识别错误折叠的蛋白质，并引导它们通过泛素-蛋白酶体系统(UPS)降解■◆■◆◆。一些分子伴侣，如热休克蛋白90 (HSP90)，可直接与许多不同的E3泛素连接酶相互作用◆◆◆，从而辅助蛋白质降解完成，阻碍错误折叠的蛋白质的正常定位，防止它们干扰细胞的正常功能。

　　虽然命名与PROTAC有关，但AbTAC实际上与LYTAC更相近■★，因为都是基于核内体-溶酶体途径诱导细胞表面POI降解。AbTAC一端连接RNF43，一端连接细胞表面的POI，形成的复合物内化到细胞内，之后POI被溶酶体降解■■■◆◆。不过，目前AbTAC的作用机制还不如LYTAC明确，比如■■★★■◆，POI的细胞内区域是否在内吞作用前被泛素化尚不清楚■◆;如果是■■■◆，泛素化对复合物内化有何贡献也尚待研究。此外，RNF43是否能像LYTAC/ATAC的受体CI-MPR 和ASGPR一样能够被回收和再利用也还需要进一步研究。未来◆◆，AbTAC技术想要更好的发展■★■，可能在寻找其它膜受体方面需要下功夫（推荐阅读：新版PROTAC技术，成功降解PD-L1）★◆。 GlueTAC GlueTAC是另一种基于溶酶体的降解策略■◆◆★，被开发用于降解细胞表面蛋白，由一个共价修饰的单域抗体（nanobody）、一个细胞穿透肽(CPP)和一个lysosome-sorting sequence组成◆◆★■■。单域抗体（nanobody）负责靶向POI、CPP诱导GlueTAC-POI复合物的内吞和随后的溶酶体降解■■★。

　　LYTAC技术全称：Lysosome-Targeting Chimaeras，溶酶体靶向嵌合体代表性公司：Lycia Therapeutics 首先介绍一下大家比较熟悉的LYTAC。与PROTAC类似■◆■★， LYTAC也是一种双功能分子，有两个结合域（下图），一端携带与细胞表面跨膜受体CI-M6PR（cation-independentmannose-6-phosphatereceptor）结合的低聚糖肽（oligoglycopeptide）基团，另一端携带一个与靶蛋白结合的抗体或小分子。这两个结合域通过一个化学linker连接起来。在质膜上形成的三聚CI-M6PR–LYTAC–靶蛋白复合物会被细胞膜“吞没”，形成一个运输囊泡。囊泡会将复合物运输到溶酶体中，之后靶蛋白被降解★◆★■★■。

　　分子胶降解剂是一类可诱导E3泛素连接酶底物受体与靶蛋白之间新型相互作用，从而导致靶蛋白降解的小分子。沙利度胺类抗癌药物是分子胶的一个显著例子，这类药物可重定向E3泛素连接酶CRL4CRBN，从而使转录因子IKZF1和IKZF3多聚泛素化◆■■★◆，导致IKZF1和IKZF3被蛋白酶体降解。类似地，抗癌磺胺类药物indisulam可引导E3泛素连接酶CRL4DCAF15降解剪接因子RBM23和RBM39■◆★。 尽管分子胶和PROTAC都利用UPS进行蛋白质降解■◆，但它们有几个不同之处。首先■◆◆■◆，PROTAC是异双功能降解剂，同时与E3连接酶和兴趣蛋白（POI）相互作用，相比之下■◆，分子胶降解剂只能与E3连接酶(更频繁)或POI相互作用★■■■，然后诱导/稳定E3连接酶与POI的相互作用。第二，与PROTAC相比，分子胶不含linker，因此分子量更小，口服生物利用度更高，细胞通透性更好。最后，尽管理性的设计策略正在出现，但目前来说分子胶更难设计。 尽管目前还未形成像PROTAC一样的研发规模■★，但全球已有多家公司加入分子胶研发的浪潮，进展最快的项目处于I/II期临床，代表性的初创公司有Monte Rosa Therapeutics、标新生物等。国内分子胶领域的其他玩家还包括诺诚健华◆■◆■■◆、达歌生物、康朴生物■■◆◆◆◆、格博生物、奥瑞药业等■★。 值得一提的是，2022年，分子胶领域融资热度上升◆★★◆，有多家致力于分子胶开发的公司宣布融资，除了国内的格博生物■◆★■★★、奥瑞药业，还包括Plexium、TRIANA Biomedicines■■、Ambagon Therapeutics等■◆■；此外BMS★■◆★、默克等制药巨头均宣布了分子胶相关大额合作。预计未来几年，分子胶领域还会得到更多的支持★★。

　　随着对不同溶酶体降解途径的深入研究■◆◆◆◆，科学家们开发出了多种多样的新型蛋白降解技术，包括LYTAC、ATAC、AbTAC■■◆、GlueTAC、AUTAC、ATTEC、AUTOTAC等。值得一提的是，相比只能降解某些细胞内蛋白的基于蛋白酶体的靶向蛋白降解技术，基于溶酶体的靶向蛋白降解技术具有清除蛋白质聚集物、损坏的多余细胞器、膜蛋白和胞外蛋白质的潜力，因此◆■★★，这些技术的临床开发非常值得期待。

　　研究发现■■◆★，相对于正常组织，在肿瘤组织中，HSP90复合物处于高度激活状态，这导致结合HSP90的小分子化合物显示出独特的肿瘤选择性药代动力学。利用HSP90的这些特性，珃诺生物开发出了同时靶向BRD4和HSP90的异双功能小分子◆◆■■◆，也就是分子伴侣介导的蛋白降解剂（CHAMP)。2022年1月■■■★★◆，美国FDA已通过该公司小分子BRD4选择性降解剂的RNK05047的IND申请■★■◆，预计在2022年上半年开始I/II期临床试验的患者招募。

　　与PROTAC不同的是（降解胞内蛋白），LYTAC主要用于降解胞外和膜结合蛋白。由于很多治疗靶点（如生长因子、疾病相关受体、细胞因子）其实属于分泌蛋白（胞外）和膜相关蛋白，因此■■◆◆■，LYTAC技术作为能够扩大可降解蛋白质范围的有效工具，治疗前景非常令人期待。 开发LYTAC的代表性公司是Lycia Therapeutics。该公司成立于2019年，总部位于旧金山◆◆◆，由Versant Ventures推动创立，目前已累计融资1.2亿美元。去年8月，Lycia宣布与制药巨头礼来达成了为期数年的研究合作和许可协议，双方将利用Lycia专有的LYTAC技术开发和商业化针对多达5个靶点的新型降解剂，重点疾病领域包括免疫和疼痛。根据协议条款■■，Lycia将获得3500万美元的预付款，此外还有资格获得超过16亿美元的潜在里程碑付款以及未来的销售分成。目前，Lycia还未公开任何管线年会有具体项目公布。

　　除了胞质蛋白外，线粒体等细胞器也可以通过AUTAC降解。线粒体功能障碍与许多衰老相关的疾病有关，清除功能障碍或受损的线粒体可以改善这些疾病。2019年12月发表在Molecular Cell上的一项研究中，有科学家团队开发出了一种可以促进破碎线-苯基吲哚衍生物作为线-苯基吲哚衍生物是线粒体外膜上的转运体配体◆★■■。这些结果表明★■，AUTAC具有广泛的应用前景，并有望在蛋白质聚集物降解等方面发挥更大的作用。

　　从技术类型来看，PROTAC和分子胶是进展最快的TPD技术 （均有多款项目进入临床开发） ◆■，两者都基于泛素-蛋白酶体系统★◆■，主要用于降解胞内蛋白。不过这两类技术的发展仍面临着很多挑战，如PROTAC因分子较大■◆■◆◆■，常面临细胞通透性和口服生物利用度的挑战；分子胶虽然小，但目前还难以有效设计◆◆■。 利用溶酶体降解途径的TPD技术在过去几年也迅速发展■■★★◆，包括用核内体-溶酶体途径降解胞外蛋白和膜蛋白的LYTAC★■★◆■、Bispecific Aptamer Chimeras★★■◆★■、AbTAC和GlueTAC技术■■，以及利用自噬-溶酶体途径来降解错误折叠蛋白■★★◆★、蛋白质聚集体或受损细胞器的AUTAC★■■◆■、ATTEC、AUTOTAC等技术。相对于PROTAC和分子胶■◆，基于溶酶体降解途径的TPD技术的发展仍处于起步阶段◆■★■■。关于每种技术的具体机制★★◆◆，我们还有很多需要了解。溶酶体作为一种重要的细胞内细胞器，除了蛋白质降解外，还调节许多重要的细胞和生理功能■★◆◆，如代谢和稳态■■■。目前尚不清楚■◆◆“劫持”溶酶体降解途径是否会影响整个机体，因此，进一步表征基于溶酶体降解途径的TPD技术是必要的。 值得一提的是，除了前文总结的基于不同机制的蛋白降解技术，基于PROTAC、分子胶的改造技术也在不断产生，如标签靶向蛋白降解剂 （tag-Targeted Protein Degrader，包括NanoTAC、dTAG、HaloPROTAC等） 、 抗体降解剂偶联物 （Antibody neoDegrader Conjugate, AnDC） 、半导体聚合物纳米PROTAC （semiconducting polymer nano-PROTAC, SPNpro） 等。此外，RNA降解技术，如核糖核酸酶靶向嵌合体（Ribonuclease-Targeting Chimeras，RIBOTAC）也在同步发展。 当然■■◆■◆★，医药领域的任何技术创新都逃不过临床开发的试炼。目前，有多款TPD分子正在进行癌症临床试验。除了癌症，许多TPD分子在神经退行性疾病、炎症性疾病或病毒感染等领域显示出极大的潜力★◆◆■■。虽然有很多挑战需要克服，但毫无疑问，TPD技术将为未来的药物开发带来巨大的希望★◆。 也许，正如Nature杂志在一篇评论文章所述★■■■★◆，随着已有蛋白降解技术不断成熟，新的蛋白降解技术不断出现，可能有一天，所有蛋白均可被靶向降解。到那时★★★，疾病治疗领域可能会诞生大量的里程碑进展■■★★◆。

　　北京大学化学与分子工程学院陈鹏、林坚合作团队去年10月在Journal of the American Chemical Society杂志发表了GlueTAC技术相关的研究成果。研究开发了一款靶向PD-L1的GlueTAC分子，并证明与PD-L1抗体atezolizumab相比★★，GlueTAC分子在降低细胞中PD-L1水平和抑制免疫缺陷小鼠肿瘤生长方面更有效■★◆◆■◆。尽管GlueTAC代表了另一种令人兴奋的降解细胞表面蛋白的方法，但仍有一些问题需要思考，比如安全性、半衰期等。

　　[6]陈鹏/林坚团队联合开发通用膜蛋白靶向降解技术-GlueTAC（来源：北京大学化学与分子工程学院）