分享一篇发表在Angew. Chem. Int. Ed.上的文章，题目为“ HerTACs Enable Tumor-Selective Lysosomal Degradation of Membrane and Extracellular Proteins via HER2 Trafficking”。通讯作者是来自第二军医大学的董国强和盛春泉教授。他们的研究方向为化学治疗新药发现和开发，重点开展抗真菌和多靶点抗肿瘤药物研究。

尽管目前已成功开发出若干降解膜结合蛋白（尤其是受体酪氨酸激酶）的PROTACs， 但其对细胞内泛素化机制的依赖性往往限制了针对胞外或分泌型靶点的降解效率。 值得注意的是，膜蛋白和胞外蛋白约占人类蛋白质组的40%，且构成临床已验证治疗靶点的主要部分。因此，将TPD技术拓展至这些蛋白类别已成为治疗创新的重要挑战领域。为突破这些局限，近期开发了一系列溶酶体依赖的降解策略，包括LYTAC（溶酶体靶向嵌合体）、KineTAC、 DENTAC， IFLD（整合素介导的溶酶体降解）等。

尽管取得这些进展，现有降解系统仍严重依赖大分子（如抗体、适体），这些分子结构复杂、合成成本高，且存在稳定性和组织渗透性受限的问题。人表皮生长因子受体2（HER2）作为一种在乳腺癌等恶性肿瘤中过表达的致病性膜蛋白，既是预后生物标志物也是治疗靶点。研究者发现，HER2可介导偶联治疗剂（如光敏剂和抗体-药物偶联物ADCs）的内吞作用和溶酶体运输，这表明其具有作为溶酶体递送天然通道的潜力。虽然此前已有研究利用HER2实现抗体-PROTAC偶联物的受体介导内化，但其作为非抗体类TPD平台溶酶体运输受体的更广泛潜力尚未得到充分探索。

本研究开发了一种新型TPD平台——HER2靶向溶酶体束缚嵌合体（HerTACs），该平台利用HER2介导的内吞作用实现HER2阳性癌细胞中膜蛋白和胞外蛋白的选择性降解。通过AlphaFold结构建模与优化指导，设计出一类基于装钉肽的HerTACs，能有效诱导多种临床相关靶点的内化和溶酶体降解。

为探究HER2作为TPD运输受体的潜力，作者采用广泛使用的HER2靶向肽LTVSPWY（L肽）构建肽-FITC探针L-FITC（4）。在SK-BR-3细胞中，流式细胞术分析显示细胞内荧光强度随时间递增，表明L-FITC高效内化。值得注意的是，L-FITC与溶酶体标记物LysoTracker显著共定位，证实HER2不仅介导L-FITC内吞，还促进其向溶酶体运输。

为深入验证HER2的运输受体功能，作者选择PD-L1作为目标蛋白，将PD-L1小分子抑制剂BMS-202与HER2靶向L肽偶联，设计出HerTAC LP（7）。此外还选用两种替代HER2靶向肽QDVNTAVAW（Q肽）和RIKPRKGYTR（R肽） 分别构建化合物QP（8）和RP（9）。蛋白质印迹分析表明，在SK-BR-3和HepG2细胞中，LP处理24小时后诱导的PD-L1降解效果优于QP和RP。

随后，作者为评估烃类钉合环化是否增强HerTACs的降解效率，将装订L2,5肽与PD-L1靶向配体BMS-202偶联，构建环状HerTAC分子L2,5P，与未钉合对照分子LP相比，L2,5P在HER2高表达的SK-BR-3细胞中表现出显著增强的PD-L1降解活性，降解效能提升约8倍（DC50=156 nM）。在另一HER2过表达细胞系（4T1-Neu）中，L2,5P同样实现高效降解（DC50=110 nM）。

为拓展靶标范围，作者选择VISTA（一种参与维持外周免疫耐受并促进肿瘤免疫逃逸的负性免疫检查点）作为膜蛋白靶标，基于已报道的VISTA抑制剂设计出缀合物L2,5V，并证明能有效降解HepG2细胞中的VISTA。利用高亲和力MIF抑制剂NVS-2通过与L2,5肽偶联生成化合物L2,5M。用L2,5M处理HepG2细胞后，形成的L2,5M-MIF复合物以时间依赖方式被细胞逐渐内化，24小时后达到最大摄取量。

总而言之，作者开发了首创新型HerTAC平台，通过HER2介导的内吞作用实现膜蛋白和胞外蛋白的肿瘤选择性降解。HerTAC代表了一种多功能且具临床转化潜力的TPD策略，可将治疗范围拓展至以往不可成药的胞外及膜相关肿瘤蛋白领域。

本文作者：CZH

责任编辑：TZS

DOI：10.1002/anie.202511467

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202511467