用于持续蛋白降解并增强NK细胞介导的肿瘤治疗中细胞毒性的双共价适配体的化学进化

《Journal of the American Chemical Society》：Chemical Evolution of Double Covalent Aptamers for Sustained Protein Degradation and Improved Cytotoxicity in NK-Cell-Mediated Tumor Therapy

共价改造DNA aptamer sgc8c通过引入双战头结构增强PTK7靶向生物稳定性及治疗效果，并验证了共价aptamer设计的通用性。

　　

适配体是一类单链寡核苷酸，它们能够形成复杂的三维结构，从而实现对多种目标的高亲和力和高特异性结合，这种结合通常通过非共价作用实现，例如π–π堆积和静电相互作用。然而，与传统的非共价相互作用相比，能够与特定蛋白质结合的共价小分子药物可以提高生物效率、效力和作用持续时间。尽管如此，由于设计出能够进行有效共价相互作用的适配体的难度较大，适配体的共价目标结合的生物学效应仍很大程度上未被探索。在这项研究中，我们利用AlphaFold3提供的结构预测能力以及分子对接技术，并结合突变和活性验证，对针对蛋白酪氨酸激酶7（PTK7）的DNA适配体sgc8c进行了化学改造。通过引入双共价接头（包括含有紫外光诱导的二氮杂环丙烷基团的三种核碱基修饰脱氧尿苷，以及在三个磷酸硫酯（PS）核苷酸连接位点上引入芳基磺酰氟（SF）接头），我们成功制备出了双共价sgc8c突变体DC-sgc8c，该突变体能够在缓冲液和癌细胞表面实现特异性PTK7结合并引发邻近效应下的交联。DC-sgc8c表现出显著提高的生物稳定性，通过靶向溶酶体的嵌合体（LYTAC）促进了PTK7的有效且持续的降解，并在膜锚定后增强了NK细胞的细胞毒性。我们通过将sgc8c的核碱基修饰二氮杂环丙烷接头替换为连接到主链PS上的SF，以及制备出能够与其目标c-Met发生交联的共价SL1变体，进一步证明了这种基于预测的适配体-蛋白质结构导向的共价适配体设计策略的通用性和多功能性。我们的方法为通过模型引导的方式将反应性接头插入传统非共价适配体，从而将其转化为共价适配体提供了一个原理验证平台，并通过系统的实验验证进行了补充，从而实现了不可逆的目标干预，其治疗效果超出了非共价适配体的能力范围。