综述：疏水标记：靶向蛋白质降解的一种有前景的方法

《Cell Insight》：Hydrophobic Tagging: A Promising Paradigm for Targeted Protein Degradation

靶向蛋白降解（TPD）技术中的水溶性亲脂标签（HyT）通过模拟错误折叠蛋白激活细胞质量控制机制，触发泛素-蛋白酶体系统（UPS）和自噬-溶酶体系统（ALP）等多途径降解，具有高组织特异性、低分子量、避免E3连接酶依赖等优势，已在癌症（如ER、AR、CDKs）、神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化症）及病毒治疗（如流感病毒、乙型肝炎病毒）中取得显著进展，但仍面临降解机制不明确、连接器优化不足及新靶点探索有限等挑战，未来需结合计算模型与多组学分析推动技术发展。

　　
### 水溶性标签（HyT）技术在靶向蛋白降解中的应用与进展解读

#### 一、HyT技术概述与优势
水溶性标签（HyT）是一种新型靶向蛋白降解技术，其核心原理是通过整合亲脂性标签与靶向配体，诱导目标蛋白（POI）的构象不稳定或错误折叠，从而激活细胞内蛋白质量控制机制（如泛素-蛋白酶体系统、自噬-溶酶体系统）。与传统PROTAC技术不同，HyT无需依赖E3泛素连接酶，而是通过模拟错误折叠蛋白的表型，招募热休克蛋白（如Hsp70、Hsp90）或直接激活蛋白酶体进行降解。这一特性使HyT具有以下显著优势：
1. **分子量更小**（400–650 Da），增强细胞渗透性和口服生物利用度；
2. **机制更灵活**，可通过泛素化依赖或非依赖路径（如UIPS）降解多种蛋白类型；
3. **避免PROTAC的局限性**，如E3酶的可及性限制、交叉降解风险及潜在致畸性（如胸苷类似物）；
4. **适用靶点更广**，尤其对缺乏传统结合口袋的膜蛋白、无序蛋白（IDPs）和细胞器定位蛋白具有独特优势。

#### 二、HyT的降解机制解析
HyT的降解机制涉及多通路协同作用，核心步骤包括：
1. **构象扰动**：亲脂性标签（如Adamantane、Fluorene）通过疏水相互作用暴露POI表面隐藏的疏水残基，使其被热休克蛋白识别为错误折叠蛋白。
2. **泛素化标记**：部分HyT通过激活泛素化依赖通路（如E3酶介导的UPS），形成K48链的泛素化标记，最终由26S蛋白酶体降解。
3. **自噬-溶酶体途径**：当POI以多聚体或膜结合复合物形式积累时，可能通过K63泛素链传递至自噬受体（如p62/NBR1），招募LC3介导的溶酶体吞噬。
4. **内质网应激（UPR）**：在分泌途径或内质网定位的POI中，HyT诱导的构象异常可激活UPR，通过ERAD或自噬途径清除异常蛋白。
5. **非泛素化降解（UIPS）**：部分HyT（如Boc3Arg标签）直接结合POI，通过疏水作用稳定其降解表型，绕过泛素化步骤。

**关键挑战**：目前对HyT降解机制的理解仍不完善，尤其是不同靶点选择UPS或自噬途径的调控逻辑。此外，亲脂性标签的疏水强度与降解效率的平衡仍需优化，避免因过度疏水引发非特异性毒性。

#### 三、HyT在肿瘤治疗中的应用案例
1. **激素受体靶向**：
- **雌激素受体（ER）**：Ful（ fostamatinib）及其改进型SERDs（如G-5b、9）通过引入长链烷基或硼酸酯基团，显著提升口服生物利用度（达60%以上），并克服对传统抑制剂（如他莫昔芬）耐药的乳腺癌细胞。
- **雄激素受体（AR）**：Adamantane衍生物（如SARD279、HyT D-4-6）通过破坏AR与共激活因子（如SRC-1）的相互作用，实现mCRPC（去势抵抗性前列腺癌）模型中AR蛋白的90%以上降解率。
- **MDM2**：Nutlin-3a（如Nutlin-3a-HT）通过Adamantane标签稳定P53-MDM2复合物，诱导MDM2泛素化降解，恢复P53抑癌功能。

2. **细胞周期调控蛋白**：
- **CDK家族**：HyT通过靶向CDK4/6（如LPM3770277）和CDK9（如AZ-9），抑制细胞周期进展。例如，CDK9降解剂AZ-9在TNBC（三阴性乳腺癌）中展现4倍于帕博利珠单抗的肿瘤抑制活性。
- **微管蛋白**：HyT-34通过疏水标签破坏微管聚合，诱导MCF-7细胞周期停滞，并抑制4T1移植瘤生长（抑制率74%）。

3. **信号通路与转录因子**：
- **SRC-1**：靶向该蛋白的HyT-16通过破坏其与DNA结合域的相互作用，降低MDA-MB-231细胞侵袭性。
- **JAK3**：HyT-36（基于Adamantane）在类风湿性关节炎模型中抑制JAK3活性，同时保留对正常细胞的低毒性。
- **EZH2**：通过引入Adamantane标签（如MS1943），在TNBC模型中降解EZH2蛋白，恢复抑癌基因表达。

4. **耐药性克服**：
- **ALK抑制剂**：HyT-29（基于norbornene）通过破坏ALK突变蛋白（如L1196M）的构象，克服伊马替尼耐药性，在耐药性LNCaP细胞中实现70%以上降解率。
- **KRAS-PDEδ轴**：PCSK9 HyT（如38）通过靶向PDEδ，抑制KRAS信号通路，在结直肠癌模型中展现协同化疗增效作用。

#### 四、神经退行性疾病中的HyT突破
1. **阿尔茨海默病（AD）**：
- **tau蛋白降解**：HyT-67（基于peptidomimetic结构）通过血脑屏障，在AD小鼠模型中降低皮层tau水平达60%，同时减少β-淀粉样蛋白毒性。
- **机制创新**：与PROTAC相比，HyT-67无需E3酶即可通过Hsp70介导的泛素化降解tau，且分子量降低至550 Da，显著提升脑组织渗透性。

2. **脊髓性肌萎缩症（ALS）**：
- **TDP-43降解**：HyT-68（基于Adamantane）在als2突变斑马鱼模型中减少TDP-43聚集体形成，恢复神经元存活率达80%。

3. **亨廷顿病（HD）**：
- **mHTT降解**：HyT-69（norbornene基团）通过疏水作用稳定mHTT蛋白，使其在 huntingtin过表达小鼠中半衰期缩短50%，并改善运动协调能力。

#### 五、抗病毒与免疫调节应用
1. **流感病毒PA蛋白降解**：
- HyT-74（acylthiourea基团）在A/WSN/33/H1N1病毒中诱导PA蛋白降解（DC50=0.06 μM），抑制病毒复制效率达90%，且对H3N2等变异株有效。

2. **HBV核心蛋白降解**：
- HyT-76通过靶向HBc蛋白的疏水口袋，在肝细胞中实现HBc降解（DC50=3.02 μM），清除11种耐药性突变株。

3. **PD-1/PD-L1抑制**：
- HyT-40/41（4,4’-二氟苯基哌嗪基团）通过降解PD-L1蛋白，增强T细胞浸润肿瘤微环境，在黑色素瘤模型中使瘤体积缩小60%。

#### 六、技术瓶颈与未来方向
1. **当前挑战**：
- **机制复杂性**：HyT降解依赖多种因素（如POI构象稳定性、细胞微环境），导致降解效率波动大。
- **结构多样性不足**：现有标签（Adamantane、norbornene等）仅能覆盖约30%的疏水口袋类型，对膜蛋白降解效率受限。
- **毒性风险**：高剂量HyT可能通过激活内质网应激或线粒体途径引发细胞凋亡。

2. **创新策略**：
- **模块化设计**：开发“智能HyT”，例如将Adamantane与聚乙二醇（PEG）结合，提升水溶性和靶向性。
- **AI辅助开发**：基于AlphaFold预测POI疏水表位，结合虚拟筛选（如D virtual screening）优化标签-配体偶联。
- **联合疗法**：HyT与免疫检查点抑制剂联用，在非小细胞肺癌中协同降低PD-L1表达达40%。

3. **转化医学重点**：
- **中枢神经渗透性优化**：研究脂质纳米颗粒（LNPs）递送HyT-67的稳定性，降低首过效应。
- **耐药性靶点探索**：聚焦于临床耐药机制（如EGFR C797S突变），开发双功能HyT（如靶向EGFR与共激活因子）。

#### 七、总结
HyT技术通过模拟蛋白错误折叠机制，突破了PROTACs对E3酶的依赖性限制，为“不可成药”靶点（如IDPs、膜蛋白）提供了全新降解路径。在肿瘤治疗中，HyT已展现出优于传统抑制剂的临床前数据（如CDK9降解剂AZ-9在临床前模型中抑制率提升至78%），而在神经退行性疾病中，其血脑屏障穿透能力为AD、ALS治疗开辟新路径。未来需在以下方向重点突破：
- **机制解析**：明确HyT激活的UPS/ALP/UPR分支调控逻辑；
- **结构创新**：开发异构亲脂标签（如脂肽基团）以增强膜穿透性；
- **临床转化**：推进高降解活性HyTs（如HyT-74，EC50=0.015 μM）的临床试验，重点布局在耐药性肿瘤和神经退行性疾病领域。

HyT技术不仅为靶向蛋白降解提供了模块化设计范式，更可能催生下一代广谱抗癌药物和神经保护剂，但其大规模应用仍需解决安全性、稳定性和成本问题。