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6月9日，清华大学饶燏教授团队在Signal Transduction and Targeted Therapy 杂志上发表了题为“PROTACs: great opportunities for academia and industry (an update from 2020 to 2021)”的综述文章，对2020-2021年发表的具有代表性的PROTAC进行了总结和回顾，展示了蛋白降解领域令人振奋的进展。综述全文64页，参考资料562个，内容丰实，以下摘编部分重要内容：图1 来源：Signal Transduction and Targeted TherapyPROTAC的发现要追溯到2001年。当时，加州理工学院的Raymond Deshaies博士与耶鲁大学的Craig Crews教授在一篇PNAS论文中描述：利用基于肽的Protac-1诱导了靶蛋白2型蛋氨酸氨肽酶（MetAP-2）的降解。近20年来，特别是2015年以来，PROTAC领域进入了快速发展期，到目前为止，已经发现了多种衍生自不同E3连接酶和蛋白质配体的PROTAC，它们可以降解各种类型的兴趣蛋白（靶蛋白）。图2 2001-2021年PROTAC相关研究。a）2001-2021年有关PROTAC的出版物；b）ARV-110和ARV-471的结构；c）比较2001-2019年和2001-2021年期间针对不同疾病的PROTAC靶点；d）可降解激酶的分类及百分比。（来源：Signal Transduction and Targeted Therapy）由于其独特的作用机制，PROTAC技术受到了业界的高度重视，并已被开发用于癌症、免疫相关疾病、病毒感染、神经退行性疾病等疾病的治疗，多款项目已经进入临床开发阶段。从靶点来看，根据2021年12月的最新统计，已被报告的ROTAC靶点已达到130多个(图2c)，2020-2021年报告的可降解靶点数量(约90个)已完全超过此前18年的总量，表明蛋白降解时代已经到来。在已报道的研究中，研究者更倾向于选择激酶作为蛋白降解的靶点。据不完全统计，约有54个激酶可被基于PROTAC的蛋白降解剂降解(图2d)。主要原因是大多数激酶都有已知且有效的抑制剂或配体，这些抑制剂或受体容易被修饰以与linker连接，并保持足够的的结合亲和力。此外，激酶有一个较深的结合袋，可以促进PROTAC的结合，从而诱导该激酶与E3连接酶相互作用，进而泛素化，最终降解该激酶。目前已被发现的激酶有518种，根据其结构和功能被分为9类，分别是酪氨酸激酶(RTKs)、TKL激酶(TKLs)、STE激酶(STE)、CAMK激酶(CAMKs)和AGC激酶(AGCs)、CMGC激酶组(CMGCs)、非典型蛋白激酶组(atypical protein kinase group, atypical)、CK1激酶组和其他组。根据人类激酶图谱的分类，该综述将能够被降解的激酶标记为“可降解激酶”（degradable kinases）“(图3)。在“可降解”激酶表中，根据激酶图谱的分类方法，只有CK1和CAMK激酶组未报道过相关PROTAC。RTKs和CMGCs激酶组被报道的可降解靶点最多，分别是19和14个，占可降解激酶总数一半以上(图2d)。图3 基于PROTAC的人类“可降解”激酶列表（点击图片查看大图；来源：Signal Transduction and Targeted Therapy）该综述的正文部分主要介绍了PROTAC靶向的69个癌症相关靶点、2个病毒相关靶点、5个免疫疾病相关靶点、6个神经退行性疾病相关靶点以及3个其他靶点，及靶向这些靶点的代表性PROTAC分子。一、PROTAC靶向的癌症相关靶点——MAPK/ERK signaling pathway-related proteins靶点1：AR代表性分子：靶点2：BRAF and BRAFV600E代表性分子：靶点3：eEF2K代表性分子：靶点4：EGFR代表性分子：靶点5：eIF4E代表性分子：靶点6：ER代表性分子：靶点7：FGFR1/2代表性分子：靶点8：IGF-1R and Src代表性分子：靶点9：KRASG12C代表性分子：靶点10：MEK代表性分子：靶点11：Myc代表性分子：靶点12：p38代表性分子：靶点13：PDEδ代表性分子：靶点14：SHP2代表性分子：——PI3K/Akt signaling pathway-related proteins靶点15：AKT代表性分子：靶点16：ALK代表性分子：靶点17：BCL-XL代表性分子：靶点18：BCR-ABL代表性分子：靶点19：FAK代表性分子：靶点20：MDM2代表性分子：——JAK/STAT signaling pathway-related proteins靶点21：FLT3代表性分子：靶点22：JAK代表性分子：靶点23：STAT3代表性分子：——Wnt/β-catenin signaling pathway-related proteins靶点24：β-Catenin代表性分子：靶点25：FOXM1代表性分子：——GPCR-related proteins靶点26：α1A-AR代表性分子：——Epigenetics-related proteins靶点27：BRD代表性分子：靶点28：CBP and p300代表性分子：靶点29：ENL代表性分子：靶点30：HDAC代表性分子：靶点31：KDM5C代表性分子：靶点32：NAMPT代表性分子：靶点33：NSD3代表性分子：靶点34：PRC2 (EZH2, EED)代表性分子：靶点35：PRMT5代表性分子：靶点36：SIRT2代表性分子：靶点37：WDR5代表性分子：——Cell cycle-related protein靶点38：Aurora A代表性分子：靶点39：Cdc20代表性分子：靶点40：CDK2代表性分子：靶点41：CDK2/5代表性分子：靶点42：CDK2/4/6代表性分子：靶点43：CDK9代表性分子：靶点44：CDK12代表性分子：靶点45：Wee1代表性分子：——UPS-related protein靶点46：CRBN代表性分子：靶点47：hRpn13Pru代表性分子：靶点48：VHL代表性分子：靶点49：ZFP91代表性分子：——Other proteins靶点50：BTK代表性分子：靶点51：CCR9代表性分子：靶点52：CD147代表性分子：靶点53：CRABP代表性分子：靶点54：HSP90代表性分子：靶点55：IDO1代表性分子：靶点56：LXR-β代表性分子：靶点57：MIF代表性分子：靶点58：PARP1代表性分子：靶点59：PARP14代表性分子：靶点60：PD-L1代表性分子：靶点61：PLK1代表性分子：靶点62：RAR代表性分子：靶点63：RHAU代表性分子：靶点64：RIPK2代表性分子：靶点65：SF3B1代表性分子：靶点66：SLC代表性分子：靶点67：SMARCA2/4代表性分子：靶点68：SRC-1代表性分子：靶点69：Tyrosinase代表性分子：二、PROTAC靶向的病毒相关靶点靶点70：PGES-2代表性分子：靶点71：HCV NS3/4A protease代表性分子：三、PROTAC靶向的免疫疾病相关靶点靶点72：HDAC3代表性分子：靶点73：H-PGDS代表性分子：靶点74：IRAK1代表性分子：靶点75：IRAK3代表性分子：靶点76：IRAK4代表性分子：四、PROTAC靶向的神经退行性疾病相关靶点靶点77-82：GSK-3β（236）、LRRK2（237）、α-Synuclein（238、239）、Tau（240）、TRKA（241、242）、TRKC（243）代表性分子：五、PROTAC靶向的其他靶点靶点83-85：Cas protein（244）、HMGCR（245、246）、VEGFR2（247、248）代表性分子：六、小结综述在结论部分讨论了PROTAC目前面临的两个主要挑战：1）在分子设计和成药性优化方面的挑战涉及①传统上被认为不可成药的靶蛋白缺乏有效的小分子配体、②可用于PROTAC设计的E3连接酶仍然很少、③需要开发更好的linker、④PROTAC分子量较大、⑤PROTAC分子通常具有“钩状效应”等；2）生物活性评价方面的挑战包括①PROTAC分子现有的筛选方法效率低、成本高；②传统的方法无法准确地评价PROTAC的PK和PD性能；③如何更好地理解PROTAC分子的降解活性、选择性、可能的脱靶效应和药理作用。虽然这些问题中很多现在还没有答案，但是相信在全球学术界和产业界的共同努力下，未来定会有越来越多的PROTAC分子进入临床，为癌症等多种疾病患者带来真正的治疗益处。公众号后台回复“20220610“获取该综述PDF链接。

异体和转基因T细胞（如CAR-T和TCR-T细胞）的采纳性转移可以诱发针对癌症组织的深刻的免疫反应性。同时，这些疗法与严重的脱靶和靶向毒性有关。出于这个原因，开发可用于控制体内T细胞活性的基因安全开关已成为一个活跃的研究领域。随着技术的发展，通过提供或去除小分子，提供基于蛋白质的调节剂，或通过物理刺激，如光、超声波或热，对细胞产品进行可逆性控制已变得可行。来自荷兰癌症研究所的科研人员在这篇综述中为他们描述了遗传安全开关的机理类别，如基于转录或蛋白质的抗原受体控制、分裂受体、小分子反应性抗体以及通用遥控，并讨论了它们的优势和局限。早期的安全开关例子是不可逆地使注入的T细胞群失活，已用于DLI疗法，其中移植物抗宿主疾病（GVHD）的发生与注入的T细胞数量相关。具体来说，基于HSV-TK的自杀性转换治疗供体淋巴细胞输注后的GVHD的疗效已经在临床研究中得到了充分的证实。然而，该系统的免疫原性限制了其在免疫力低下患者中的应用，而且该开关的小分子触发器更昔洛韦通常被用于治疗免疫力低下患者的CMV感染，这形成了第二个限制。可诱导的caspase 9（iCasp9）是第二个自杀开关系统，已被证明可以阻止GVHD，它缺乏HSV-TK的免疫原性，并具有诱导更快速和更彻底的细胞死亡的优势。然而，HSV-TK、iCasp9和相关细胞耗竭系统的不可逆性质（见表1）意味着任何治疗活性在触发开关系统时都会丧失。这种对早期的限制他们主要关注的是最近的研究，并回顾这些策略是如何被应用于临床前模型和人类临床试验，以治疗每种最常见的家族性ALS形式，以及散发性疾病。将感兴趣的基因（GOI）置于相应合成启动子的下游。合成转录因子与此类启动子的可逆结合既可以通过构象变化（基于四环素、基于甘露醇和基于米非司酮的系统，图1a），也可以通过小分子诱导的二聚体（基于蜕皮激素、基于FKCsA、基于脱落酸和基于雷帕霉素的系统，图1b）诱导。在这些平台中，四细胞诱导系统已被用来在临床前实验中表达CARs，以便将T细胞活性与药物的存在联系起来。为了在药物存在的情况下达到足够的转录水平，并尽量减少对内源性基因转录的影响，这些系统中使用的转录激活域传统上来自非人类蛋白质。然而，这些蛋白的免疫原性可能会限制其更广泛的使用，正如四环素诱导的转导蛋白在非人类灵长类动物中的表现。作为一种选择，可以用Rapalog AP21967调节的转录激活器已经由人类的结构域构建，代价是案例的大小有所增加。科研人员采用物理刺激的平台，如光和聚焦超声敏感（FUS）系统，已经被用来驱动嵌合抗原受体的表达。这些系统勾勒出对免疫细胞激活进行空间控制的前景，可能允许人们规避目标外的肿瘤毒性。  在光诱导核转位和二聚体（LINTAD）系统中，蓝光诱导的二聚体和合成转录因子的核转运允许通过定向光控制基因表达，从而控制免疫细胞的活性（图1c）。与许多药物控制的反激活域类似，LINTAD系统采用了非人类的序列，产生了免疫原性的风险。此外，还需要反复刺激以维持CAR的表达。基于光的系统的一个更基本的限制是，光波的组织穿透性差，即使是显示出最强组织穿透力的红色和近红外光源，也能达到几毫米。通过使用声波，有可能实现更有效的组织渗透。具体来说，FUS波介导的发热已被证明能诱导体内置于Hsp启动子下的一个感兴趣的基因的转录（图1d）。该系统不是用这种转录来直接驱动CAR的表达，而是用来诱导Cre重组酶的表达，从而导致去除一个置于CAR和其启动子之间的终止密码子。在这种设置中，可以利用瞬时暴露于声波来永久地开启CAR的表达，从而避免了为维持CAR的表达而需要经常性的物理刺激。然而，使用这种基于Cre的不可逆开关可能会以大量的免疫原性为代价。蛋白质的稳定性控制与基于转录的调控系统相比，药物诱导的蛋白质稳定性控制系统作用迅速，因此被认为是通过小分子给药控制CAR-T细胞的一种替代机制。这类方法中最常使用的是将蛋白质稳定性控制元件，如SMASh、FKBP12F36V、LID和基于锌指的去核子，直接融合到抗原受体的细胞内部分（图2a），从而形成关闭开关，最早的基于ASO的策略集中在减少来自有C9orf72扩增的人类的诱导多胎干细胞（iPSCs）的这种毒性。在这一类调节器中，基于IKZF1和ZFP91锌指序列的混合锌指序列似乎特别有吸引力，因为它可以使用临床批准的、口服的小分子（IMiD，如来那度胺）在低浓度下进行控制，并且采用了一个大小适中的肽标签（50个氨基酸的锌指去核）。小分子反应性抗体框架在这种控制T细胞活性的策略中，嵌合抗原受体中使用的抗体结构域已经被设计成在与小分子相互作用时发生构象变化，从而改变其对感兴趣的肿瘤抗原的亲和力（图2d）同时，每一个新的CAR都需要广泛的优化，从而限制了更广泛的使用。作者们已经报道了细胞外分裂CAR策略的一种变体，其中靶向分子和膜结合受体之间的结合取决于小分子的添加（图2h）。  这种策略可能允许对T细胞活性进行严格的时间控制，即使是在使用体内半衰期较长的靶向分子时。结论一大系列具有不同特性的可逆开关平台的设计（表1）体现了合成生物学在创造更先进的基于细胞的疗法方面的前景。在未来几年，应评估这些不同方法的临床价值，即它们改善采用细胞疗法的安全性的能力。除了在减少治疗相关的毒性方面的价值外，这种可逆转换系统也可能对增加基于细胞的疗法的抗肿瘤活性有价值。例如，通过允许人们在最大细胞扩增时捕获免疫细胞功能，安全地施用更高的细胞剂量可能变得可行，从而延长了对细胞治疗产品的接触。此外，对T细胞活性的精细控制在理论上可以使人们根据早期的毒性读数对免疫细胞的活动进行个性化处理。在可逆安全开关领域，一个研究不足的领域是它们作为AND或NOT门的潜力，以限制目标外肿瘤的毒性。已有报道称，基因编码的逻辑门接收来自肿瘤微环境中细胞表面分子的输入信号，可逆开关系统也可类似地用于例如根据当地可溶性因子的可用性来许可免疫细胞的激活。除了采用T/NK细胞疗法外，设计非免疫原性开关系统，对细胞活动进行时间和/或空间控制，在基于干细胞的疗法中也应具有吸引力，并可能在未来的工作中用于控制体内基因修改后确定的细胞区段。生物制品圈联合四叶草会展、香港奥星集团和STERIS共同策划组织了第二届细胞和基因治疗技术论坛（WCGT），邀请国内外业界嘉宾共同讨论细胞免疫和基因治疗当前面临的挑战以及突破思路，将围绕细胞免疫和基因治疗药物的创新研究、工艺开发、生产质控、临床、产业化等方面进行深入的分享和交流。为方便大家参与本届论坛，主办方决定线上召开，免费参会！详细信息如下：名称：第二届细胞和基因治疗技术论坛（WCGT）线上会议时间：2022年6月13-17日每天下午14:00主办单位：四叶草会展、生物制品圈协办单位：香港奥星集团、STERIS赞助单位：Cytiva、宏韧医药、ProteinSimple媒体支持：药时空、抗体圈、药创客