综述：哺乳动物系统中直接蛋白质降解技术探索生物复杂性的新兴工具

本综述系统评述了直接蛋白质降解技术的最新进展，重点介绍了基于标签（tag-based）和抗体（antibody-based）的蛋白质靶向降解策略。这些技术通过利用内源性降解途径（如泛素-蛋白酶体系统）实现蛋白质的快速、可逆和时空特异性调控，克服了传统基因扰动方法的局限性，为研究必需基因和动态生物学过程提供了强大工具。文章为研究者提供了技术选择指南，并展望了其在疾病模型和药物开发中的应用潜力。

　　

ABSTRACT

条件性降解标签（conditional degron）技术通过急性、可逆的蛋白质降解方法，已成为研究细胞和模式生物中基因功能的标准工具。传统基因扰动方法虽推动了基因功能研究，但存在动力学缓慢、不可逆性以及对必需基因靶向时可能致死的局限性。为突破这些限制，基于标签和抗体的直接蛋白质降解技术应运而生。这些系统利用内源性蛋白质降解途径（如泛素-蛋白酶体系统，Ubiquitin-Proteasome System, UPS），实现快速且可逆的蛋白质清除。结合基因组编辑技术（如CRISPR-Cas9），它们能够对内源蛋白质表达进行精确的时间控制，并在部分案例中实现空间特异性调控。

技术核心机制

基于标签的降解系统（如dTAG、AID等）通过将降解标签（degron）与目标蛋白质融合，利用小分子化合物（如配体）诱导标签与E3泛素连接酶结合，进而触发泛素化修饰和蛋白酶体降解。例如，dTAG系统将FKBP12^F36V突变体与目标蛋白融合，并通过特异性小分子dTAG-13诱导其与CRL4^CRBN E3连接酶结合，实现高效降解。

抗体介导的降解策略（如PROTACs、AbTACs等）则利用双特异性分子或抗体-降解剂偶联物，同时结合目标蛋白和E3连接酶，形成三元复合物以促进泛素化。此类技术无需基因标签插入，可直接靶向内源蛋白质，且具有高度可调性。

应用优势与挑战

直接蛋白质降解技术的核心优势在于：

1. 1.
   快速动力学（分钟至小时级响应），适用于研究动态生物学过程（如细胞周期、信号转导）；
2. 2.
   可逆性，允许蛋白质恢复后表型验证；
3. 3.
   对必需基因的非致死性调控，解决传统敲除导致的细胞死亡问题；
4. 4.
   时空特异性控制，可通过光控降解系统（如光敏降解标签）或组织特异性启动子实现精准调控。
   然而，当前技术仍面临降解效率差异（取决于蛋白半衰期、亚细胞定位等）、脱靶效应以及体内递送挑战。

未来方向

技术优化方向包括开发新型降解标签（如磷酸化调控降解标签）、提高组织特异性递送效率（如AAV载体改造），以及拓展降解途径（如自噬-溶酶体系统靶向）。这些工具不仅助力基础研究（如功能基因组学、疾病机制解析），更为靶向蛋白降解疗法（如分子胶、PROTAC药物）提供设计范式。

Conflicts of Interest

作者声明无利益冲突。