综述:靶向网格蛋白介导的内吞作用:抑制剂开发的新进展、机制见解与治疗前景

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:RSC Medicinal Chemistry 3.6

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  本综述系统梳理了靶向网格蛋白介导内吞(CME)通路的最新研究进展,重点评述了Pitstop 2、Dynasore、Dyngo-4a等代表性抑制剂的作用机制(如破坏clathrin-TD相互作用或靶向dynamin的GTPase/PH结构域)与构效关系(SAR),并探讨了其在抗病毒、抗癌等领域的治疗潜力。文章亦指出当前抑制剂存在选择性不高、细胞毒性等问题,提出了开发多肽类抑制剂(如Wbox2)和非质子载体类似物(如ES9-17)等优化策略,为CME靶向治疗的发展指明了方向。

  
网格蛋白介导的内吞作用概述
网格蛋白介导的内吞作用(Clathrin-mediated endocytosis, CME)是真核细胞中一种高度保守且至关重要的物质内化途径。它负责细胞对代谢物、激素以及多种病原体(包括病毒)的摄取,在维持细胞稳态和信号转导中扮演着核心角色。CME过程的精确调控对于细胞正常功能至关重要,其功能障碍与多种人类疾病密切相关,这使得CME成为一个极具吸引力的治疗干预靶点。
关键靶点与抑制剂开发进展
近年来,针对CME通路中关键蛋白的抑制剂开发取得了显著进展。这些抑制剂主要作用于以下几个核心环节:
  • 靶向网格蛋白(Clathrin):以Pitstop系列化合物为代表,特别是Pitstop 2,能够特异性地干扰网格蛋白末端结构域(Terminal Domain, TD)与衔接蛋白之间的相互作用,从而在早期阶段抑制网格蛋白包被小窝的形成和成熟。
  • 靶向动力蛋白(Dynamin):动力蛋白是介导内吞囊泡与质膜最终裂解的关键GTP酶。Dynasore是早期发现的广谱动力蛋白抑制剂,但其选择性和细胞毒性限制了应用。后续开发出了更具选择性的抑制剂,如Dyngo-4a,以及针对动力蛋白不同功能域(如GTPase结构域或血小板-白细胞C激酶底物同源结构域Pleckstrin Homology domain, PH domain)的新型化合物,包括pthaladyns和quinodyns等,它们能够更精确地阻断囊泡裂变过程。
  • 靶向热休克同源蛋白70(HSC70):HSC70是网格蛋白包被的解离所必需的分子伴侣。针对HSC70的抑制剂也在开发中,为调控CME提供了另一条途径。
研究者们通过系统的结构-活性关系(Structure–Activity Relationships, SARs)研究,不断优化这些抑制剂的效力和选择性。
当前挑战与优化策略
尽管已有多种CME抑制剂问世,但它们仍面临一些共同挑战。许多抑制剂存在特异性不高、可能干扰CME之外的其他细胞过程、以及潜在的细胞毒性等问题。此外,部分抑制剂的作用机制尚不完全清晰。
为了克服这些局限,新型抑制策略不断涌现:
  • 多肽类抑制剂:例如Wbox2,通过模拟内吞蛋白之间的相互作用界面,提供了更高的特异性。
  • 非质子载体类似物:如ES9-17,旨在减少非特异性膜干扰,改善化合物的药理性质。
    这些策略致力于提高抑制剂的精准度,降低脱靶效应。
治疗应用前景
靶向CME为治疗多种疾病提供了新思路:
  • 抗病毒治疗:许多病毒(如流感病毒、SARS-CoV-2)利用CME途径进入宿主细胞,因此CME抑制剂有望成为广谱抗病毒药物。
  • 抗癌治疗:CME参与调控癌细胞的生长因子受体信号传导和营养摄取,抑制CME可能抑制肿瘤生长和转移。
  • 神经系统疾病:CME在神经元突触传递和神经递质受体循环中起关键作用,调控CME可能有助于治疗阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病。
未来展望
未来的研究重点应集中在以下几个方面:优化现有抑制剂的药代动力学性质,提高其生物利用度和稳定性;深入阐明抑制剂的作用机制,以减少脱靶效应;拓展新的靶点,例如开发针对内吞辅助蛋白(Endocytic Accessory Proteins, EAPs)的抑制剂。通过持续的技术创新和机制探索,CME抑制剂有望从基础研究走向临床转化,为人类健康带来新的治疗方案。
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