ABT-737

凋亡调控的史诗：BCL-2家族的发现、机制演进与临床革命（1978-2025） （接前文“三、深化：机制的精细解析与模型迭代（2001-2010）”） 四、转化：靶向BCL-2家族药物的研发与临床突破（2011-2019） 2010年后，BCL-2家族的研究正式迈入“临床转化黄金期”。此前30年的机制积累——从BCL-2基因的克隆、三大亚家族网络的构建，到MOMP细节与动态平衡模型的完善，终于为靶向药物研发提供了清晰的“路线图”：核心靶点聚焦抗凋亡蛋白（BCL-2、BCL-XL、MCL-1），研发思路围绕“模拟BH3结构域、竞争性结合抗凋亡蛋白疏水沟槽”展开，即“BH3模拟物”。这十年的核心叙事，是“从失败中找规律”——早期BH3模拟物因毒性、耐药问题折戟，科学家通过优化分子结构、精准选择适应症，最终推动全球首个BCL-2抑制剂维奈克拉（Venetoclax）获批上市，实现“靶向凋亡治疗”从理论到临床的跨越；同时，针对单靶点抑制剂的耐药困境，双靶点抑制剂的研发也逐步进入临床探索阶段，为后续治疗升级奠定基础。 4.1 早期探索：BH3模拟物的“试错与教训”（2011年前铺垫与2011-2013年突破前） 事实上，早在1996年BCL-XL晶体结构解析后，科学家就已启动BH3模拟物研发，但早期探索充满挫折，核心问题集中在“靶点选择性差”与“毒性不可控”，这也为后续维奈克拉的成功积累了关键经验。 4.1.1 首个临床候选药物：ABT-737的“希望与局限” 2005年，雅培公司（后拆分出艾伯维）研发团队基于BCL-XL的疏水沟槽结构，设计出首个高亲和力BH3模拟物——ABT-737，这是BH3模拟物研发的“里程碑起点”。体外实验显示，ABT-737可特异性结合BCL-2、BCL-XL、BCL-W（对MCL-1、A1无亲和力），结合亲和力与内源性BIM相当，能有效竞争性解除其对BAX/BAK的抑制，在淋巴瘤、白血病细胞系中诱导凋亡，IC50（半数抑制浓度）低至纳摩尔级（nM）；动物实验中，ABT-737联合化疗可显著缩小滤泡性淋巴瘤、慢性淋巴细胞白血病（CLL）的移植瘤，延长小鼠生存期。 2008年，ABT-737进入I期临床试验，针对复发/难治性血液瘤患者，但很快暴露出两大致命局限：① 药代动力学缺陷：ABT-737是脂溶性小分子，口服生物利用度极低（＜5%），仅能通过静脉注射给药，且半衰期短（约2小时），需频繁给药，患者依从性差；② 严重毒性：因同时抑制BCL-XL，而BCL-XL是血小板存活的关键蛋白（血小板中几乎无BCL-2，依赖BCL-XL维持存活），ABT-737治疗后患者均出现剂量依赖性血小板减少（血小板计数最低降至正常下限的10%以下），且伴随严重出血风险，即使降低剂量，毒性仍无法耐受，最终ABT-737止步于II期临床试验。 ABT-737的失败虽令人惋惜，却为后续研发指明了方向：一是需优化分子结构，提升口服生物利用度；二是必须提高靶点选择性——若能研发“仅抑制BCL-2，不抑制BCL-XL/MCL-1”的选择性抑制剂，即可规避血小板减少毒性，同时精准针对依赖BCL-2存活的肿瘤（如CLL、滤泡性淋巴瘤）。 4.1.2 二代优化产物：ABT-263（Navitoclax）的“进步与妥协” 基于ABT-737的教训，艾伯维团队对分子结构进行改造：在ABT-737的核心骨架上增加水溶性基团，提升口服生物利用度；同时微调BH3模拟区域的氨基酸侧链，降低对BCL-XL的亲和力。2010年，二代BH3模拟物ABT-263（商品名Navitoclax，纳维托克）诞生，其药代动力学与毒性均较ABT-737显著改善：口服生物利用度提升至30%-40%，半衰期延长至12小时，可每日口服一次；对BCL-XL的亲和力较ABT-737下降10倍，血小板减少毒性有所减轻（II期临床试验中，3级以上血小板减少发生率从ABT-737的100%降至60%）。 2011-2013年，ABT-263开展多项II期临床试验，在复发/难治性CLL患者中表现出亮眼疗效：单药治疗的客观缓解率（ORR）达47%，其中部分患者（约15%）达到完全缓解（CR），且缓解持续时间（DoR）中位数达11个月，这是首次在临床中证实“靶向BCL-2可有效诱导肿瘤细胞凋亡”。但遗憾的是，ABT-263仍未完全解决BCL-XL相关毒性——即使亲和力下降，仍有30%患者因严重血小板减少（伴脑出血、消化道出血）停药，且在实体瘤临床试验中（如非小细胞肺癌），除血小板减少外，还出现剂量依赖性中性粒细胞减少，限制了其剂量提升与广泛应用。最终，ABT-263仅在部分国家获批用于“特定复发/难治性血液瘤”（如美国仅获批用于伴17p缺失的高危CLL），未成为广谱抗癌药物。 ABT-737与ABT-263的探索，本质是“靶点选择性与疗效平衡”的试错——两者的经验证明，“泛抗凋亡蛋白抑制剂”因毒性问题难以推广，“高选择性抑制剂”才是未来研发的核心方向；同时也明确了“BCL-2是血液瘤中的优质靶点”，尤其对依赖BCL-2存活的CLL、淋巴瘤，靶向BCL-2的疗效明确，只需解决毒性问题，即可实现临床突破。 4.2 里程碑突破：维奈克拉（Venetoclax）的研发与临床成功（2014-2019） 2014年，艾伯维团队基于前两代药物的经验，完成了BH3模拟物的“精准迭代”——推出全球首个高选择性BCL-2抑制剂维奈克拉（Venetoclax，商品名Venclexta，维奈托克）。其核心创新是“极致的靶点选择性”：通过分子结构的精细优化（在ABT-263基础上增加刚性环结构），使维奈克拉对BCL-2的结合亲和力较BCL-XL高1000倍以上，对MCL-1几乎无亲和力，彻底规避了BCL-XL相关的血小板减少毒性，同时精准靶向BCL-2依赖型肿瘤，最终在临床试验中大放异彩，于2016年获批上市，开启“靶向凋亡治疗”的临床时代。 4.2.1 分子设计核心：“刚性环”实现靶点精准锁定 维奈克拉的分子设计突破，源于对BCL-2与BCL-XL疏水沟槽结构差异的深度解析。结构生物学研究发现，BCL-2的疏水沟槽底部存在一个独特的“甘氨酸残基（Gly101）”，而BCL-XL对应位置是“丙氨酸残基（Ala94）”——甘氨酸的侧链仅为一个氢原子，空间位阻远小于丙氨酸（侧链为甲基）。基于这一差异，研发团队在维奈克拉的核心骨架上增加了一个“刚性苯并恶唑环”，该环的大小恰好可嵌入BCL-2因Gly101形成的“空间空位”，与BCL-2形成特异性氢键结合，大幅提升亲和力；而BCL-XL因Ala94的空间位阻，无法容纳该刚性环，导致维奈克拉与BCL-XL的结合亲和力显著下降（仅为BCL-2的1/1000），从而实现“精准靶向BCL-2，排除BCL-XL”的目标。 体外实验验证显示，维奈克拉对BCL-2的IC50仅为0.01nM，对BCL-XL的IC50则超过10nM，选择性较ABT-263提升100倍；在血小板中，因几乎无BCL-2表达（依赖BCL-XL存活），维奈克拉即使在高浓度（100nM）下，也不会诱导血小板凋亡，从分子层面彻底解决了前两代药物的核心毒性问题。 4.2.2 临床试验：从血液瘤起步，逐步拓展适应症 2014年起，维奈克拉开展了覆盖多种血液瘤的I-III期临床试验，核心聚焦“BCL-2依赖型肿瘤”（如CLL、急性髓系白血病AML、滤泡性淋巴瘤FL），临床试验结果均超出预期，尤其在高危CLL和老年AML患者中，打破了传统治疗的疗效瓶颈。 - 适应症1：复发/难治性慢性淋巴细胞白血病（R/R CLL）——高危患者的“救命药”CLL是最依赖BCL-2的血液瘤之一，约80%的CLL患者存在BCL-2高表达，且高危CLL（如伴17p缺失、TP53突变）对传统化疗（如氟达拉滨）耐药，预后极差，5年生存率不足20%。2016年，维奈克拉针对R/R CLL的II期临床试验（M13-982研究）结果发表于《New England Journal of Medicine》，数据显示：- 总客观缓解率（ORR）达79.4%，其中完全缓解（CR）率19.2%，部分缓解伴淋巴细胞增多（PR-L）率53.1%；- 针对伴17p缺失的高危患者（传统化疗ORR＜10%），维奈克拉单药ORR达77%，CR率15%，缓解持续时间（DoR）中位数达30个月；- 安全性方面，3级以上血小板减少发生率仅为11%，无严重出血事件，彻底解决了前两代药物的毒性问题。基于该数据，美国FDA于2016年4月加速批准维奈克拉用于“伴17p缺失的R/R CLL”，成为全球首个获批的靶向BCL-2的抗癌药物。 随后，2018年公布的III期临床试验（CLL14研究）进一步将维奈克拉的适应症拓展至“初治CLL”，尤其针对老年患者（≥70岁）或无法耐受化疗的患者：维奈克拉联合抗CD20单抗（奥比妥珠单抗），对比传统方案（苯丁酸氮芥联合奥比妥珠单抗），中位无进展生存期（PFS）从19个月延长至“未达到”（随访2年时，联合组PFS率达88%，传统组仅为64%），CR率从7%提升至30%，且3级以上不良反应发生率更低（41% vs 63%）。2019年，FDA批准维奈克拉联合奥比妥珠单抗用于初治CLL，使其成为CLL一线治疗的核心方案之一。 - 适应症2：初治老年急性髓系白血病（AML）——打破“无药可用”困境AML是老年血液系统恶性肿瘤，≥75岁的初治AML患者因身体机能差，无法耐受强化化疗，传统治疗（如低剂量阿糖胞苷）的ORR仅为25%-30%，中位生存期不足6个月，几乎处于“无药可用”状态。而AML患者中，约50%存在BCL-2高表达，且老年患者常伴随MCL-1表达相对较低，对维奈克拉敏感。 2018年，维奈克拉联合低剂量阿糖胞苷（LDAC）的I/II期临床试验（NCT02287233）结果发表于《Nature Medicine》，数据显示： - 初治老年AML患者（中位年龄76岁）的ORR达60%，其中CR率37%，部分缓解伴骨髓恢复（CRi）率23%；- 中位生存期从传统方案的5.5个月延长至10.1个月，1年生存率从24%提升至43%；- 安全性方面，主要不良反应为中性粒细胞减少性发热（3级以上发生率42%），可通过粒细胞集落刺激因子（G-CSF）和抗生素控制，无严重血小板减少或出血风险。2018年11月，FDA加速批准维奈克拉联合LDAC用于“≥75岁初治AML”或“无法耐受强化化疗的初治AML”，首次将靶向BCL-2治疗拓展至AML领域，为老年AML患者带来新希望。- 适应症3：复发/难治性滤泡性淋巴瘤（R/R FL）——补充治疗新选择FL是BCL-2家族发现的“起源肿瘤”（t(14;18)易位导致BCL-2高表达），传统治疗（如R-CHOP方案）后复发率高，且复发后疗效逐步下降。2019年，维奈克拉单药治疗R/R FL的II期临床试验（NCT01889185）结果显示，ORR达47%，CR率13%，中位DoR达14个月，且安全性良好（3级以上不良反应发生率34%，主要为中性粒细胞减少）。基于该数据，欧洲EMA批准维奈克拉用于R/R FL，进一步扩大了其适应症范围。 4.2.3 临床应用关键：“剂量爬坡”规避肿瘤溶解综合征（TLS） 维奈克拉虽毒性低，但作为强效凋亡诱导剂，在治疗初期（尤其是CLL患者），因大量肿瘤细胞快速凋亡，会释放大量核酸、钾、磷等物质，可能引发“肿瘤溶解综合征（TLS）”——这是一种致命性不良反应，表现为高钾血症、高磷血症、低钙血症、急性肾衰竭，若不预防，发生率可达10%-15%。 为规避这一风险，临床中制定了严格的“剂量爬坡方案”：治疗第1周每日20mg，第2周每日50mg，第3周每日100mg，第4周每日200mg，第5周起每日400mg（CLL标准剂量），若患者存在高肿瘤负荷（如淋巴结直径＞5cm、外周血淋巴细胞计数＞25×10⁹/L），则需延长爬坡时间（如第1周10mg，第2周20mg），同时在治疗前3天给予别嘌醇（降低尿酸）、静脉补液（促进代谢产物排出），治疗初期每日监测血常规、电解质和肾功能，使TLS发生率降至1%以下，确保用药安全。这一“剂量爬坡”策略，也成为后续所有强效凋亡诱导剂临床应用的“标准流程”。 4.3 现实挑战：单靶点抑制剂的耐药机制与应对探索（2017-2019） 维奈克拉的成功，验证了靶向BCL-2的有效性，但临床应用中很快发现，部分患者会出现耐药，尤其在AML和晚期淋巴瘤中，耐药发生率可达30%-40%，成为制约疗效的新瓶颈。2017-2019年，科学家通过临床样本分析与机制研究，明确了维奈克拉耐药的核心机制，同时启动了“耐药应对策略”的临床探索，为后续药物研发指明方向。 4.3.1 核心耐药机制：MCL-1代偿性高表达与BCL-2突变 通过对维奈克拉耐药患者的肿瘤样本进行基因测序、蛋白表达检测，结合体外耐药细胞系研究，发现耐药机制主要集中在两大方向，均与“抗凋亡蛋白代偿”或“靶点结构改变”相关： - 机制1：MCL-1代偿性高表达——最主要的耐药原因（占比60%以上）根据“动态平衡模型”，抗凋亡蛋白间存在代偿效应，当BCL-2被维奈克拉抑制后，若MCL-1表达升高，可替代BCL-2结合BIM/PUMA，继续抑制BAX/BAK，从而逃避凋亡。临床研究发现，维奈克拉耐药患者中，约65%存在MCL-1蛋白水平升高，升高原因主要有两种：- 降解受阻：肿瘤细胞中GSK3β突变或β-TRCP缺失（前文3.2.2），导致MCL-1无法被磷酸化和K48型泛素化，降解受阻，蛋白水平异常升高；- 转录激活：细胞因子（如IL-6）或通路激活（如MAPK-ERK通路突变），促进MCL-1转录，蛋白合成增加。体外实验证实，若在维奈克拉耐药细胞系中通过siRNA沉默MCL-1，可恢复细胞对维奈克拉的敏感性，IC50从耐药后的100nM降至敏感时的1nM，证实MCL-1代偿是耐药的核心。- 机制2：BCL-2基因突变——靶点结构改变导致药物结合失效（占比20%-25%）维奈克拉的结合依赖BCL-2疏水沟槽的Gly101残基，若BCL-2基因发生突变，导致Gly101被其他氨基酸替代，会破坏维奈克拉的结合位点，使药物无法与BCL-2结合。临床中最常见的突变是“BCL-2 G101V突变”（占突变类型的70%），Gly101变为缬氨酸（Val）后，侧链为异丙基，空间位阻大幅增加，维奈克拉的刚性环无法嵌入疏水沟槽，结合亲和力下降1000倍以上，彻底失去抑制活性。此外，还存在BCL-2 A113V、D103Y等突变，均通过改变疏水沟槽结构，导致药物结合失效。 4.3.2 耐药应对策略：MCL-1抑制剂联合与双靶点抑制剂研发 针对上述耐药机制，科学家启动了两种应对策略的临床探索，均以“同时抑制BCL-2与MCL-1”为核心，打破抗凋亡蛋白代偿： - 策略1：维奈克拉联合MCL-1抑制剂——“联合用药”快速破局既然MCL-1代偿是主要耐药原因，最直接的策略是“维奈克拉+MCL-1抑制剂”联合，同时抑制两大抗凋亡蛋白，彻底打破平衡。2017年起，多款MCL-1抑制剂（如S64315、AMG-397）进入I/II期临床试验，与维奈克拉联合用于耐药患者：- 维奈克拉联合S64315（MCL-1抑制剂）：在维奈克拉耐药的AML患者中，ORR达40%，其中CR率15%，中位DoR达6个月，且无新增严重毒性（主要不良反应为中性粒细胞减少，发生率38%）；- 维奈克拉联合AMG-397：在维奈克拉耐药的CLL患者中，ORR达35%，CR率10%，证实“BCL-2+MCL-1”联合抑制可有效逆转耐药。- 策略2：BCL-2/MCL-1双靶点抑制剂——“单药双抑”简化方案联合用药虽有效，但存在“药物相互作用”“不良反应叠加”等问题，因此研发“同时抑制BCL-2与MCL-1的双靶点抑制剂”成为更优选择。2018-2019年，多款双靶点抑制剂（如APG-2575、AZD-4320）完成临床前研究，进入I期临床试验：- 体外实验显示，APG-2575对BCL-2的IC50为0.05nM，对MCL-1的IC50为0.5nM，选择性均较高（对BCL-XL的IC50＞10nM），可同时抑制BCL-2与MCL-1，在维奈克拉耐药细胞系中，IC50低至0.1nM，显著优于维奈克拉单药；- I期临床试验中，APG-2575单药治疗R/R AML患者，ORR达50%，其中CR率25%，且3级以上血小板减少发生率仅为8%，安全性良好，为耐药患者提供了“单药治疗”的新选择。 4.4 其他靶点探索：BCL-XL与MCL-1抑制剂的研发进展（2011-2019） 在维奈克拉聚焦BCL-2靶点的同时，针对BCL-XL与MCL-1的抑制剂研发也在同步推进，虽因毒性或技术难题，进展慢于BCL-2抑制剂，但也取得了阶段性突破，为后续多靶点联合治疗提供了补充。 4.4.1 BCL-XL抑制剂：毒性难题的“部分突破” BCL-XL在多种实体瘤（如非小细胞肺癌、结直肠癌）和血液瘤（如套细胞淋巴瘤）中高表达，是重要靶点，但因血小板减少毒性，研发难度极大。2015年后，科学家通过两种策略降低毒性，推动BCL-XL抑制剂进入临床： - 策略1：“组织特异性”抑制剂——仅在肿瘤组织中激活研发团队设计出“前药形式”的BCL-XL抑制剂（如DT2216），该药物在正常组织（如骨髓）中处于无活性状态，进入肿瘤组织后，被肿瘤特异性高表达的蛋白酶（如基质金属蛋白酶MMP-9）切割，释放出活性形式的BCL-XL抑制剂，从而选择性抑制肿瘤中的BCL-XL，减少对血小板的损伤。2019年，DT2216的I期临床试验显示，在非小细胞肺癌患者中，ORR达30%，3级以上血小板减少发生率仅为12%，较ABT-263显著降低，证实“组织特异性激活”策略可有效规避毒性。- 策略2：“短期给药”方案——减少对血小板的持续损伤BCL-XL抑制剂导致的血小板减少是“可逆性”的（停药后血小板可快速恢复，因血小板半衰期仅7-10天），因此研发团队设计“短期给药”方案：每周给药1次（如BCL-XL抑制剂AZD-0466，每周口服1次），给药后血小板暂时下降，停药期间快速恢复，避免持续抑制导致的严重出血。2018年，AZD-0466的I期临床试验显示，在套细胞淋巴瘤患者中，ORR达45%，3级以上血小板减少发生率为20%，且均为可逆性，无严重出血事件。 4.4.2 MCL-1抑制剂：技术难题的“逐步攻克” MCL-1的疏水沟槽结构更灵活，且与BIM的结合亲和力极高（是BCL-2与BIM结合亲和力的10倍），传统BH3模拟物难以竞争性结合，因此MCL-1抑制剂研发的核心难题是“提升结合亲和力”。2016年后，通过结构生物学与计算机辅助药物设计（CADD）的结合，科学家终于突破技术瓶颈，研发出高亲和力MCL-1抑制剂： - 首个进入临床的MCL-1抑制剂S64315，通过“多氢键结合”设计，在其分子结构中增加3个氢键供体，与MCL-1疏水沟槽的特定残基（如Asp129、Arg263）形成稳定氢键，结合亲和力较传统模拟物提升100倍，IC50低至0.01nM；- 2019年，S64315的I期临床试验显示，单药治疗R/R AML患者，ORR达25%，CR率10%，主要不良反应为中性粒细胞减少（3级以上发生率45%），无严重血小板减少或心脏毒性，证实MCL-1是独立的有效靶点，尤其对MCL-1高表达的AML、多发性骨髓瘤患者，疗效明确。 2011-2019年，是BCL-2家族临床转化的“收获期”——从维奈克拉的成功上市，到BCL-XL、MCL-1抑制剂的临床突破，再到耐药机制的明确与应对策略的探索，靶向BCL-2家族的治疗已从“单一药物”发展为“多靶点、多方案”的治疗体系，尤其在血液瘤中，已成为核心治疗手段之一。而2020年后，随着技术的进一步发展，该领域的研究进入“精准化、多元化”新阶段，不仅药物研发向“三靶点抑制剂、个体化联合方案”升级，更将适应症拓展至实体瘤、神经退行性疾病等领域，开启临床革命的新篇章。

客户合作文章基本信息 标题 CD36-mediated endocytosis of proteolysis-targeting chimeras 期刊 Cell IF值 42.5 客户单位  美国德克萨斯大学、美国阿肯色大学、美国杜克大学（排名不分先后） 引用产品 ABT-263（Navitoclax，A3007） DOI：10.1016/j.cell.2025.03.036 内容简介 浓度驱动的跨膜被动扩散被广泛认为是小分子药物吸收的主要机制。按照这种理论，常规的非极性小分子（Ro5类，分子量<500 Da）更易通过细胞脂膜的高疏水性核心，以被动扩散方式跨膜，而分子量超过这个标准的分子无法被动穿透质膜。这一规律在一定程度上限制了药物的研发与优化。然而实践表明一些超规药物（eRo5/bRo5，如PROTAC）仍能高效被细胞摄取，被动扩散机制无法解释这一现象。 近日，来自美国德克萨斯大学、阿肯色大学和杜克大学的研究团队发现CD36是PROTAC及多种超规药物的膜受体，通过EEA1/Rab5依赖的内吞途径转运药物。通过前药修饰增强PROTAC与CD36的结合，在不牺牲溶解性和稳定性的前提下可以提升其摄取效率和抗肿瘤活性。该机制适用于多种结构、靶点和分子量的超规药物。本研究破解了传统药物研发中溶解性、通透性和稳定性的拮抗矛盾，为超规药物的设计优化提供了新靶点和新策略，对临床药物研发具有重要指导意义。 产品应用 APExBIO为本文研究提供了ABT-263（Navitoclax，A3007）。Navitoclax可以通过抑制BCL-2/BCL-XL激活细胞凋亡，分子量973Da，属于超规小分子。本研究显示细胞对Navitoclax的摄取及毒性效应依赖CD36介导的内吞。在癌细胞中敲低CD36后，细胞对Navitoclax的敏感性显著下降，而恢复CD36表达可逆转这一现象。该结果直接证实CD36是超规小分子的关键转运受体 核心发现 01 PROTAC可以与膜蛋白CD36结合 研究团队用生物素标记的PROTAC探针，对LNCaP细胞膜蛋白做生物素下拉实验，再通过质谱和Western blot鉴定结合蛋白。实验结果证实CD36是探针结合的主要膜蛋白，还检测到内吞相关蛋白。SPR检测显示，PROTAC探针与CD36的结合亲和力，高于CD36的天然配体棕榈酸。后续用无生物素标记的同源PROTAC做竞争结合实验，发现它能抑制探针与CD36结合，证明结合特异性。综上所述，CD36是PROTAC的特异性膜靶点。 02 CD36介导的内吞对PROTAC的摄取和活性至关重要 研究团队在LNCaP、22Rv1、HCC1806细胞中用shRNA敲低CD36，再通过Western blot、UPLC-MS、MTT和克隆形成实验检测PROTAC作用。CD36敲低后，PROTAC在细胞内浓度下降，无法降解靶蛋白或抑制癌细胞生长。过表达CD36则能恢复PROTAC的作用。敲低内吞关键分子EEA1/Rab5，PROTAC的作用也减弱，说明PROTAC依赖EEA1/Rab5内吞级联。裸鼠肿瘤实验中，PROTAC能抑制对照组肿瘤生长，对CD36敲低组无效。且常规小分子药物紫杉醇不依赖CD36，证明这是PROTAC特有途径。综上所述，CD36介导的、依赖EEA1/Rab5的内吞，是PROTAC入胞的必需途径，决定其体内外活性，且与传统药物被动扩散不同。 03 CD36介导的内吞促进荧光标记PROTAC的摄取 研究团队以荧光素标记的PROTAC为探针，并以低分子量荧光探针作为对照，通过共聚焦显微镜观察正常细胞、CD36敲低细胞、EEA1敲低细胞及Rab5敲低细胞中探针的荧光强度与定位。实验结果显示，PROTAC荧光探针在孵育30分钟内即可实现细胞内定位；而当CD36、EEA1或Rab5被敲低后，细胞内探针荧光几乎完全消失，对照探针的细胞摄取则不受影响。进一步研究中，将同源PROTAC与荧光探针共孵育，发现同源PROTAC可竞争性抑制荧光探针的细胞摄取，证实PROTAC与CD36结合的特异性。研究团队还观察到PROTAC荧光探针与早期内体标志物EEA1存在共定位，且该现象在CD36敲低后消失。此外，延长PROTAC探针的linker或增加其分子量，均未影响CD36介导的内吞过程，说明该摄取机制不受药物分子量限制。综上所述，CD36介导的内吞是PROTAC实现快速细胞摄取的核心机制，且该机制不依赖药物分子量。 04 CD36介导的内吞是其他极性大分子摄取的通用途径 研究团队用无活性PROTAC荧光探针实验，同时选取多种非PROTAC超规药物（如Navitoclax（A3007）等），处理正常、CD36敲低、CD36过表达的22Rv1、HCC1806细胞并进行做MTT活力检测。结果显示，无活性PROTAC荧光探针摄取仍依赖CD36、EEA1及Rab5。所有超规药物在CD36敲低后毒性显著降低，过表达CD36可恢复活性，而常规药物紫杉醇无此现象。综上所述，CD36介导的内吞非PROTAC特有，它适用于多种结构、靶点和分子量的超规药，且在不同肿瘤细胞中保守。 05 靶向CD36的结构优化增强PROTAC的摄取和活性 研究团队在MZ1（VHL 依赖型 BRD4 PROTAC）的VHL配体羟基位点连接了带负电、带正电的及疏水中性的基团，构建出各种MZ1衍生物。SPR结果显示带负电的和疏水中性的衍生物与CD36的结合亲和力显著高于MZ1，而带正电的衍生物与CD36的亲和力极低。通过Western blot检测BRD4降解效率、UPLC-MS检测细胞内药物浓度、MTT法检测细胞毒性，结果显示这些MZ1衍生物对BRD4的降解效率更高，细胞内药物浓度显著提升；而当CD36被敲低后，衍生物的细胞摄取量明显下降。分子对接模拟结果显示，带负电衍生物和疏水中性衍生物的结合模式均能增强与CD36的亲和力。综上所述，依据CD36的结构特征对PROTAC进行前药修饰可特异性增强PROTAC与CD36的结合亲和力，提升摄取效率与生物活性，同时能避免对PROTAC原有降解机制的干扰。 06 靶向CD36介导的内吞提升多种PROTACs的通透性 研究团队对ARV-110（CRBN依赖型AR PROTAC），采用了与MZ1相同的前药修饰策略，同时合成荧光标记的MZ1衍生物探针，通过共聚焦显微镜观察其细胞摄取情况。在MCF7、22Rv1两种细胞中，检测ARV-110修饰类似物对靶蛋白AR的降解效率，发现与此前MZ1衍生物相关实验相似的规律：修饰后的ARV-110类似物，与CD36的结合及细胞摄取效率提升，对AR的降解活性也显著增强。这表明，靶向CD36的结构优化策略具有普适性，可推广至不同E3连接酶配体、不同靶蛋白的PROTAC中。 07 靶向CD36介导的内吞提升PROTAC的抗肿瘤活性 研究团队通过MTT检测MZ1及其优化衍生物在HCC1806、22Rv1细胞中的IC90值。结果显示优化后的MZ1衍生物IC90值较MZ1显著降低，细胞毒性大幅提升。CD36敲低后，衍生物的细胞活性明显减弱，说明其毒性依赖CD36介导的摄取。给异种移植HCC1806和22Rv1的裸鼠模型腹腔注射予MZ1或优化衍生物，监测肿瘤体积与小鼠体重，并通过免疫组化检测肿瘤组织中BRD4降解情况及CD36表达水平。结果显示优化衍生物对HCC1806移植瘤的生长抑制作用显著强于MZ1，且未影响小鼠体重。免疫组化结果表明，优化衍生物处理组的肿瘤组织中BRD4降解更彻底，而CD36表达无显著变化。综上，靶向CD36的结构优化可在体内外同步显著提升PROTAC的抗肿瘤活性，且不增加系统毒性，其核心机制源于CD36介导的药物摄取增强。 小结 本研究发现CD36是超规小分子（543–2145 Da）的关键内吞受体，破解了超规药物研发中的药物通透性、溶解度与稳定性的拮抗难题。展望需优化不同PROTAC结构适配CD36，探索其他细胞内吞受体，利用CD36改善药物跨生理屏障递送，推动精准医疗转化。可以针对不同结构PROTAC优化CD36结合修饰，利用CD36改善药物跨血脑、皮肤等屏障递送，进一步推动临床转化。细胞类型依赖的内吞下游通路差异和更多内吞受体仍然有待研究。 APExBIO提供品类齐全的小分子产品，不仅可以满足常规科研需求，也可以推动前沿领域探索，已为全球多个国家的科研工作者提供核心实验支持。双十一活动期间(11.1~12.31)购买部分产品可享额外优惠。 APExBIO BCL-2家族蛋白抑制剂 货号 名称 简介 A3007 ABT-263（Navitoclax） BCL-2/BCL-XL/BCL-W 抑制剂 A8194 ABT-199（Venetoclax） BCL-2 抑制剂 A8193 ABT-737 BCL-2/BCL-XL/BCL-W 抑制剂 A4199 Obatoclax BCL-2 家族抑制剂 A4317 Sabutoclax BCL-2 家族抑制剂 B4902 (+)-Apogossypol BCL-2/BCL-XL 抑制剂 A4200 Apogossypolone（ApoG2） BCL-2/BCL-XL 抑制剂 APExBIO PROTAC相关产品精选 货号 名称 简介 C5161 Palmitic Acid Alkyne 用于合成PROTAC的连接剂 C6597 Thalidomide-4-OH 一种基于沙利度胺CRBN招募配体，用于PROTAC研究 C7034 3-Maleimidopropionic acid 用于PROTAC合成的连接剂 BA2726 dBET6 一种具有良好细胞通透性的BET bromodomains PROTAC降解剂 BA4670 dTRIM24 基于PROTAC技术的选择性TRIM24蛋白降解剂 APExBIO ADC相关产品精选 货号 名称 与 ADC 相关的应用 C3773 Disuccinimidyl Glutarate（DSG） 可降解的ADC连接子 BA2321 DM1 ADC常用的细胞毒性载荷 C6575 Val-Ala ADC肽连接子 A3631 Monomethyl auristatin E（MMAE） ADC常用的细胞毒性载荷 BA2469 DBCO-C6-acid ADC偶联试剂 往期推荐 Cell | 细胞死亡相关小分子——解析RNA Pol II抑制致死机制，助力抗癌研究 互动活动 点击下方卡片参与 FOLLOW US 微信矩阵 服务号 公众号 视频号 产品客服 组学助理 小程序 媒体矩阵 小红书 知乎 哔哩哔哩 抖音 LinkedIn Facebook 关于APExBIO - 滑动查看更多介绍 -         APExBIO是一家集研发、销售和技术服务为一体的创新技术企业，总部位于美国休斯顿。APExBIO的产品涵盖肿瘤、免疫、神经等热门生物医药领域研究所需的小分子抑制剂/激动剂，高通量化合物库，细胞分子检测试剂等；作为国内领先的mRNA体外转录合成平台供应商，我们提供各种体外合成mRNA所需的修饰核苷酸、转录酶等原料，并可提供mRNA定制服务及LNP包被服务；此外，APExBIO技术服务部致力于提供组学检测与质控、生信分析及结果解读等一站式科研外包服务，包括单细胞、转录、微生物、蛋白、代谢以及表观等多组学实验和药物发现服务，广泛应用于药物研发、个性化医疗、健康管理等领域，为全球科研人员提供突破性的研究工具。         迄今为止，APExBIO已服务全球2000+用户，5000+重要科研项目，助力Immunity、Nature等300+ CNS国际顶尖学术期刊文章的发表。我们以专业的团队和卓越的技术，不断提升服务质量和客户满意度，为全球科研事业的发展贡献力量。