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基于诱导邻近性的治疗模式：从分子胶到双功能调控技术 原文：King, E. A., Meyers, M., & Nomura, D. K. (2025). Induced proximity-based therapeutic modalities. Nature Reviews Drug Discovery, 24, 1-29.翻译与学术整理：本文基于该综述撰写，旨在系统介绍诱导邻近性治疗策略的原理、进展与前景。摘要 诱导邻近性（induced proximity）是生物系统调控的核心机制之一。近年来，基于该机制发展出的多种治疗模式，突破了传统“占据驱动”药理学的局限，使得针对“不可成药”靶点的干预成为可能。这些模式包括单价小分子“分子胶”以及双功能分子（如蛋白降解靶向嵌合体，PROTACs），通过诱导生物分子间非天然相互作用，实现对靶蛋白的降解、抑制、稳定、翻译后修饰、亚细胞定位重编程乃至转录激活。本文系统总结了分子胶与双功能分子的历史演进、代表性药物、临床进展及面临的挑战，并展望了未来发展的关键方向。1. 引言 传统小分子药物多采用“占据驱动”机制，即通过与靶蛋白活性位点结合以抑制或激活其功能。然而，约80%的蛋白质缺乏明确的配体结合口袋，导致大量潜在治疗靶点被视为“不可成药”。即便近年来化学蛋白质组学已鉴定出超过2000种可配体蛋白，但获得临床批准的药物仅覆盖了约3%的蛋白质组。 “事件驱动”药理学的兴起为上述困境提供了解决方案。该策略不依赖靶蛋白自身功能位点，而是通过小分子或生物制剂诱导两个生物大分子发生接近，从而调动细胞内在调控通路（如泛素-蛋白酶体系统、自噬-溶酶体途径等），实现对靶蛋白的功能调控。这类基于诱导邻近性的治疗模式可分为两大类：分子胶与双功能分子（图1）。 图1 | 诱导邻近性治疗模式概览 • 降解型分子胶：将靶蛋白（POI）招募至E3泛素连接酶，经泛素化（Ub）后被蛋白酶体降解；或连接靶蛋白至LC3自噬蛋白，经自噬-溶酶体途径降解。 • 非降解型分子胶：如雷帕霉素诱导mTOR与FKBP12结合，抑制mTORC1活性；或诱导STING寡聚化，激活下游转录。 • 降解型双功能分子：包括PROTACs（招募E3连接酶）、双特异性抗体（招募膜E3连接酶或溶酶体转运受体）、RNA降解嵌合体等。 • 非降解型双功能分子：可诱导去磷酸化（招募磷酸酶）、磷酸化（招募激酶）、亚细胞定位改变（如核内滞留）、转录激活或关键蛋白的抑制性隔离。2. 分子胶 “分子胶”一词最早于20世纪80年代被定义为将两种或多种蛋白质结合的身体，尽管该术语最早的用法指的是其他蛋白质相互作用所必需的蛋白质。直到1992年，该术语才被用来定义一种能够诱导蛋白质之间新结合相互作用的小分子。该术语还与可用于影响细胞通路以实现治疗应用的小分子相关;然而，分子胶水是自然过程的基础。天然分子胶水如生长素的发现——一种植物激素，能诱导TIR1（SKP1–Cullin–F-box泛素连接酶复合物的底物受体）与其目标蛋白结合——的发现，为最初理解小分子调节蛋白质丰度奠定了基础。多种分子胶已被批准用于临床或处于临床试验阶段，包括降解剂、抑制剂和稳定剂。（表1见原文 ，图2 ） 2.1 天然产物分子胶 代表性天然产物分子胶包括环孢素A（CsA）、FK506和雷帕霉素，它们通过招募免疫亲和蛋白（如亲环蛋白或FKBP12）至钙调神经磷酸酶或mTOR，发挥免疫抑制或抗增殖作用。紫杉醇则通过稳定α/β-微管蛋白二聚体，抑制细胞分裂。2.2 合成分子胶降解剂 沙利度胺及其衍生物（来那度胺、泊马度胺）是合成分子胶降解剂的经典代表。它们结合E3泛素连接酶复合物CRL4的底物受体cereblon（CRBN），诱导转录因子Ikaros（IKZF1）和Aiolos（IKZF3）的降解，用于治疗多发性骨髓瘤。新一代CRBN调节剂如iberdomide、mezigdomide、avadomide等，通过优化邻苯二甲酰亚胺环的取代基，改变了CRBN的构象平衡，实现更高效、更选择性的降解（图2）。 图2 | 代表性分子胶及PROTACs的化学结构图示包括：雷帕霉素、依维莫司、沙利度胺、来那度胺、泊马度胺、avadomide、CC-885、indisulam、E7820、anagrelide、trametinib、VVD-130037等分子胶结构，以及ARV-471、ARV-110等PROTACs结构。2.3 非降解型分子胶 • Anagrelide：稳定PDE3A与SLFN12的相互作用，抑制血小板聚集，用于治疗血小板增多症。 • Trametinib：稳定MEK与KSR的相互作用，抑制MAPK通路。 • RMC-6236 / RMC-6291 / RMC-9805：通过招募亲环蛋白A（CypA）靶向GTP结合状态的KRAS突变体（包括G12C、G12D及泛KRAS），克服传统KRAS抑制剂的耐药性。3. 双功能诱导邻近药物 双功能分子由两个独立的配体通过化学连接子连接，分别结合靶蛋白和效应蛋白。根据效应蛋白的不同，可实现蛋白降解、翻译后修饰、亚细胞定位重编程、转录调控等多种功能。3.1 蛋白降解靶向嵌合体（PROTACs） PROTACs是研究最深入的双功能降解剂，由一个靶蛋白配体、一个E3泛素连接酶配体（通常为CRBN或VHL配体）及连接子组成。目前已有多项PROTACs进入临床试验（图3），代表性药物包括： • ARV-471（vepdegestrant）：靶向雌激素受体（ER），用于ER+/HER2-晚期乳腺癌，已获FDA批准。 • ARV-766 与 BMS-986365：靶向雄激素受体（AR），用于去势抵抗性前列腺癌。 • KT-474：靶向IRAK4，用于化脓性汗腺炎和特应性皮炎（II期）。 • GT20029：局部外用降解AR，治疗雄激素性脱发和痤疮。 图3| 进入临床及已获批的诱导邻近药物（部分代表性药物） PROTACs相较于传统抑制剂具有以下优势： • 催化机制：亚化学计量即可持续降解靶蛋白，作用持久。 • 克服耐药：可降解突变型或过表达的靶蛋白。 • 功能全面：同时消除激酶的催化功能与支架功能。 • 亚型选择性：广谱抑制剂可转化为选择性降解剂（如THAL-SNS-032选择性降解CDK9）。 但PROTACs也面临分子量高、脂溶性高、口服生物利用度差、易诱发耐药（CRBN突变、MDR1上调等）等挑战。3.2 扩展E3连接酶种类 除CRBN和VHL外，目前已开发出靶向其他E3连接酶的PROTACs： • DCAF16、DCAF11（共价配体） • RNF4、RNF114、FEM1B（共价配体） • KEAP1、AhR、IAPs（肽类或小分子配体） • 直接招募26S蛋白酶体（化学诱导降解剂，CIDs）4. 超越胞内靶点的蛋白降解4.1 自噬-溶酶体途径 对于蛋白聚集体、细胞器及胞外蛋白，自噬-溶酶体途径具有独特优势（图4）。 图4 | 自噬-溶酶体依赖的靶向蛋白降解模式 • AUTACs：S-鸟苷酸化标签诱导K63连接泛素化，招募自噬体降解靶蛋白或线粒体。 • ATTECs：将靶蛋白（如脂滴、mHTT）与LC3自噬蛋白连接，诱导自噬降解。 • AUTOTACs：模拟N端精氨酸降解决定子，结合p62受体，诱导p62寡聚化及自噬清除聚集体。 • ULKRECs：招募并激活ULK1激酶，诱导线粒体自噬。4.2 内体-溶酶体途径 针对跨膜蛋白和分泌蛋白，内体-溶酶体途径提供了有效的降解策略（图5）。 图5 | 内体-溶酶体依赖的靶向蛋白降解模式 • LYTACs：利用M6PR或ASGPR受体，将抗体或小分子偶联的靶蛋白（如PD-L1、MIF）内化至溶酶体降解。 • KineTACs：利用趋化因子-受体对（如CXCL12-CXCR7）诱导PD-L1内化降解。 • Apt-LYTACs：适配体偶联tri-GalNAc，降解胞外或跨膜靶蛋白。 • AbTACs / PROTABs：双特异性抗体招募膜E3连接酶RNF43/ZNRF3，降解PD-L1或EGFR。 • REULR：纳米抗体招募RNF128、RNF130等膜E3连接酶。 • GlueTACs / SignalTACs：利用溶酶体分选序列（LSS）实现抗体介导的降解。 目前，Biohaven公司的BHV-1300（靶向IgG）、BHV-1400（靶向Gd-IgA1）等LYTACs已进入I期临床试验。5. 翻译后修饰的双功能调控 除降解外，诱导邻近性还可用于精准调控靶蛋白的翻译后修饰（图6、图7）。5.1 去唾液酸化 抗HER2抗体（曲妥珠单抗）融合唾液酸酶，选择性去除肿瘤细胞表面唾液酸，增强NK细胞介导的细胞毒作用（图6a）。5.2 去泛素化（DUBTACs） 双功能分子招募去泛素化酶OTUB1，去除靶蛋白（如CFTR、WEE1、FOXO）的泛素链，从而稳定靶蛋白（图6d）。5.3 去磷酸化（PhosTACs、DepTACs、PHORCs） • PhosTACs：招募磷酸酶PP2A或PTPN2，去磷酸化FOXO3a、tau或EGFR（图6e）。 • DepTACs：双特异性肽招募PP2A去磷酸化tau蛋白（图6g）。 • PHORCs：小分子招募PP5去磷酸化ASK1（图6h）。 • RIPR：双特异性抗体招募膜磷酸酶CD45，去磷酸化PD-1受体（图6i）。5.4 磷酸化（PHICs） 双功能分子招募激酶（AMPK、PKC）至靶蛋白（BTK、BRD4），实现新底物磷酸化（图7a）。5.5 糖基化与去糖基化 • OGT融合纳米抗体：实现靶向O-GlcNAc糖基化（图7b）。 • 分裂OGA：仅在纳米抗体定位时发挥去糖基化活性（图6b）。 • 双特异性适配体：靶向β-catenin进行糖基化（图7c）。5.6 乙酰化（Bi-PIPs、AceTAG、ACETACs） • Bi-PIPs：聚酰胺-DNA结合支架招募p300/CBP，实现组蛋白乙酰化（图7d）。 • AceTAG：双功能分子招募p300/CBP至FKBP12标签蛋白（图7e）。 • ACETACs：小分子招募p300/CBP至突变型p53，乙酰化Lys382，恢复p53活性（图7f）。 图6 | 靶向翻译后修饰的“擦除”模式（包括去唾液酸化、去泛素化、去磷酸化、去糖基化） 图7 | 靶向翻译后修饰的“写入”模式（包括磷酸化、糖基化、乙酰化）6. 蛋白功能的双功能调控6.1 亚细胞定位重编程 通过化学诱导二聚体（CID）系统，可将靶蛋白定向转运至质膜、细胞核、内质网或高尔基体（图8）。例如： • 核定位：将FKBP12标签蛋白通过核受体（ERα、BRD4）或Hoechst染料导入核内。 • 胞质滞留：共价招募14-3-3蛋白，将核蛋白BRD4滞留于胞质（图8g）。 图8 | 靶向蛋白亚细胞定位的代表性策略包括CID系统、自定位配体（SLL）、靶向重定位激活分子（TRAMs）、核输入与表达控制（NICE）系统等。6.2 转录激活 • SynTEFs：聚酰胺-DNA结合支架连接BRD4配体，激活特定基因（如frataxin）表达（图9a）。 • TCIPs：小分子招募BRD4至BCL6抑制的启动子，解除转录抑制（图9b）。6.3 靶向细胞死亡（RIPTACs） RIPTACs（调控诱导邻近靶向嵌合体）将组织特异性表达的靶蛋白与细胞生存必需的效应蛋白（如BET蛋白、PLK1）拉近，从而在靶细胞中选择性抑制必需蛋白功能，诱导细胞死亡。首个针对前列腺癌的RIPTAC候选药物HLD-0915已进入I期临床试验（NCT06800313）（图9c）。 【请插入原文图9】图9 | 靶向转录激活与细胞死亡的代表性策略a. SynTEFs激活基因表达；b. TCIPs解除BCL6介导的转录抑制；c. RIPTACs在靶细胞中隔离必需蛋白，诱导特异性细胞死亡。7. 总结与展望 诱导邻近性治疗模式已从早期的偶然发现（如沙利度胺、环孢素A）发展为可通过理性设计实现多种功能调控的成熟技术平台。分子胶因其分子量小、三元复合物协同性高、理化性质更优，在临床转化中具有天然优势；双功能分子则以其模块化设计、靶点普适性强而广泛应用于降解、修饰及定位调控。 当前面临的主要挑战包括： • 成药性：PROTACs分子量高、脂溶性高，口服吸收差。 • 耐药性：CRBN突变、MDR1上调等机制导致获得性耐药。 • 组织特异性：缺乏靶向特定组织或细胞类型的E3连接酶或受体。 未来发展方向包括： • 理性设计非降解型分子胶（如靶向KRAS(ON)的分子胶）； • 拓展E3连接酶与溶酶体受体谱，实现组织特异性降解； • 开发非降解性调控技术（如转录激活、蛋白稳定、定位重编程）； • 联合治疗：抗体-降解剂偶联物、免疫检查点联合等。 我们相信，随着对蛋白-蛋白界面、降解决定子及三元复合物结构的深入理解，诱导邻近性药物将迎来一个全新的精准治疗时代。 致谢：本文内容基于King等发表于Nature Reviews Drug Discovery的综述文章，图表引用自原文，编号及图注依据原文整理。 利益冲突声明：原文作者D.K.N.为多家生物技术公司科学顾问委员会成员或股东。本文为学术翻译与整理，不代表原文作者立场。 📌 说明： 公众号主要源于个人学习需求分享最新科研成果，内容为提炼或编译阅读的文献内容，因学识有限，有遗漏和错误的地方恳请批评指正。 求知之路，与君共勉。

细胞的正常运转离不开蛋白质的精准调控，而泛素 - 蛋白酶体系统（UPS）正是维持这一平衡的核心机制 —— 它不仅负责降解 80%~90% 的细胞蛋白，清除衰老、损伤或错误折叠的分子，还参与细胞周期推进、应激反应等关键生理过程。UPS 的工作依赖一套精密的级联反应：E1 泛素激活酶先激活泛素分子，再通过 E2 泛素结合酶传递给 E3 泛素连接酶，最终由 E3 连接酶特异性识别靶蛋白，将泛素链共价连接到靶蛋白上，使其被蛋白酶体降解。人体基因组编码了超过 600 种 E3 连接酶，每种都有其专属的靶蛋白识别信号（即降解子），这种特异性为疾病治疗提供了天然靶点。然而在癌症中，UPS 的调控常出现紊乱：要么是癌蛋白的降解子或其与 E3 连接酶的识别被突变破坏，导致癌蛋白异常积累；要么是 E3 连接酶与靶蛋白的相互作用被异常稳定，加速抑癌蛋白降解，这些异常共同推动了肿瘤的发生和进展。传统的靶向治疗多依赖占据型抑制剂，通过持续结合靶蛋白的活性位点发挥作用，但这类药物往往面临选择性差、易引发耐药、无法靶向 “不可成药” 靶点（如转录因子、支架蛋白）等局限，而靶向蛋白降解（TPD）技术的出现，恰好为解决这些难题提供了全新思路。 TPD 的核心理念是重编程 UPS 的靶向特异性，通过化学手段诱导治疗相关蛋白的选择性泛素化和降解，其最大优势在于突破了传统抑制剂的作用模式 —— 它无需持续占据靶蛋白，而是以催化方式工作，一个降解剂分子可诱导多个靶蛋白分子降解，实现亚化学计量活性，这意味着更低剂量即可达到持久疗效。同时，TPD 能彻底清除靶蛋白，而非仅抑制其单一活性，更接近基因敲除的效果，可有效破坏靶蛋白的所有细胞功能，包括支架作用等难以被抑制剂靶向的功能。此外，TPD 还能利用 E3 连接酶的组织特异性表达降低脱靶毒性，且不易产生耐药性，即使靶蛋白发生突变导致抑制剂结合力下降，部分降解剂仍能通过三元复合物的协同作用发挥功效。 目前 TPD 领域主要分为两大类经典降解剂，以及一系列快速发展的新兴模态。经典的第一类是蛋白水解靶向嵌合体（PROTACs），这类双功能分子由三部分组成：分别结合靶蛋白和 E3 连接酶的两个配体，以及连接二者的化学 linker。其设计遵循 “即插即用” 策略，常利用已验证的靶蛋白配体和 E3 连接酶配体进行组装，通过诱导靶蛋白与 E3 连接酶的空间邻近，促进三元复合物形成和泛素转移，最终实现靶蛋白降解。目前进入临床的 PROTACs 多依赖 CRBN 或 VHL 这两种 E3 连接酶 —— 它们拥有高亲和力、类药性质优良的配体，而针对 MDM2、IAP 家族等其他 E3 连接酶的配体开发，正成为拓展 PROTACs 应用范围的关键方向。临床中，ARV-471（针对雌激素受体 ER）已进入 III 期临床试验，用于治疗晚期乳腺癌，其能有效降解突变型 ER，克服内分泌治疗耐药；ARV-110（针对雄激素受体 AR）则在去势抵抗性前列腺癌的治疗中展现出潜力，为这类难治性肿瘤提供了新选项。 第二类经典降解剂是分子胶降解剂（MGDs），与 PROTACs 不同，MGDs 通常不直接结合靶蛋白和 E3 连接酶中的两者，而是通过结合其中一方，改变其表面结构或构象，从而增强两者之间原本微弱的相互作用，形成稳定的三元复合物并诱导靶蛋白降解。MGDs 的作用机制更依赖靶蛋白与 E3 连接酶的预存表面互补性，而非人工连接，这也导致其理性设计难度较大，目前多数 MGDs 是通过高通量筛选或偶然发现的。临床中最成功的 MGDs 是免疫调节酰亚胺类药物（IMiDs），如来那度胺、泊马度胺，它们通过结合 E3 连接酶 CRBN，诱导 IKZF1、IKZF3 等转录因子降解，已成为多发性骨髓瘤的核心治疗药物；另一种 MGD 药物 E7820 则通过重编程 E3 连接酶 DCAF15，降解剪接因子 RBM39，在复发难治性髓系恶性肿瘤的临床试验中显示出疗效。 近年来，TPD 领域的边界不断拓展，一系列新兴降解模态应运而生，模糊了经典 PROTACs 与 MGDs 的界限。分子内双价胶（IBGs）是典型代表，这类分子虽结构类似 PROTACs，却不直接结合 E3 连接酶，而是桥接靶蛋白的两个结构域，使其形成特定构象，进而增强与 E3 连接酶的内在亲和力。例如 IBG1 通过同时结合 BRD4 蛋白的两个溴结构域，诱导其与 DCAF16 形成稳定复合物，实现高效降解，且无需依赖传统 E3 连接酶配体，为靶向缺乏 E3 配体的蛋白提供了新思路。降解尾策略则是在非降解性配体上添加简单化学基团（如亲电性基团、疏水性标签），使其转化为降解剂：如 JQ1 衍生物通过添加丙烯酰胺尾，可通过 “模板辅助共价结合” 方式招募 DCAF16，降解 BRD2/4；而疏水性标签（如金刚烷）则模拟错误折叠蛋白的疏水表面，触发热休克蛋白介导的降解。 其他新兴模态还包括核激素受体降解剂（如选择性雌激素受体降解剂 SERD，通过位移 ER 的螺旋 12 结构，诱导其被 RNF111 识别降解，氟维司群、依拉司群已获批用于乳腺癌治疗）、SUMO 依赖型降解剂（如三氧化二砷通过诱导 PML-RARA 融合蛋白的类泛素化修饰，触发其被 RNF4 识别降解，治愈急性早幼粒细胞白血病），以及抑制剂诱导的蛋白不稳定现象 —— 部分 ATP 竞争性激酶抑制剂虽无降解设计，却能通过破坏靶蛋白与分子伴侣的相互作用，或诱导其构象变化，使其被 UPS 降解，如厄洛替尼可促进 EGFR 降解，这类 “意外” 的降解活性正被重新开发为治疗策略。 这些降解剂的临床价值不仅体现在针对经典靶点的治疗中，更在攻克 “不可成药” 靶点和克服耐药方面展现出突破性潜力。KRAS 突变是人类癌症中最常见的驱动突变之一，长期以来因缺乏可结合的活性位点而难以靶向，而泛 KRAS 降解剂 ACBI3 通过结构设计，能有效降解 13 种最常见的 KRAS 突变体（包括 G12D、G12V 等高频突变），其抑制 MAPK 信号的效果比传统抑制剂更持久，为胰腺癌、结直肠癌等 KRAS 驱动型肿瘤提供了新疗法。在耐药性方面，BTK 抑制剂是治疗 B 细胞恶性肿瘤的常用药物，但部分患者会因 BTK 突变产生 “替代激酶” 招募功能，导致耐药，而 BTK 降解剂 NX-2127 不仅能降解野生型 BTK，还能破坏突变体的支架功能，有效杀伤耐药细胞；类似地，ER 降解剂 ARV-471、AR 降解剂 ARCC-4 也能克服内分泌治疗或抗雄激素治疗的耐药问题。 尽管 TPD 前景广阔，仍面临诸多挑战：PROTACs 作为双功能分子，往往存在分子量较大、溶解性差、易被药物外排泵识别等问题，影响口服生物利用度和血脑屏障穿透；部分降解剂在高浓度下会出现 “钩效应”—— 过量的降解剂会单独结合靶蛋白或 E3 连接酶，反而抑制三元复合物形成；长期治疗也可能引发耐药，如 E3 连接酶突变、靶蛋白过表达或内源性底物竞争等；此外，脱靶降解可能导致安全风险，如来那度胺对 SALL4 的降解与致畸性相关，需在药物开发中严格监测。 不过，随着技术的进步，这些挑战正逐步被攻克。结构生物学（如冷冻电镜）和计算生物学（如 AlphaFold3）的发展，为降解剂的理性设计提供了支撑；新型化学合成技术（如硫氟交换反应）和高通量筛选平台（如 DNA 编码库）加速了新型降解剂的发现；降解剂 - 抗体偶联物（DACs）等递送技术则能提高肿瘤靶向性，降低脱靶毒性。目前已有多款 TPD 药物进入临床后期，PROTACs 如 ARV-471 有望成为首个获批的该类药物，而更多针对 KRAS、BRD4、STAT3 等靶点的降解剂正在推进中。未来，随着对 E3 连接酶功能的深入理解、新型降解模态的开发以及联合治疗策略的优化，TPD 将在癌症治疗中发挥更核心的作用，为更多难治性肿瘤患者带来希望。 原文链接： https://doi.org/10.1038/s41568-025-00817-8 声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！ 长按关注本公众号  粉丝群/投稿/授权/广告等 请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓