病毒编码 E3 连接酶在靶向蛋白降解中的创新应用:VIPER-TACs 的突破

【字体: 时间:2025年03月06日 来源:Cell Chemical Biology

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  为解决 TPD 中 E3 连接酶组织表达广泛的问题,研究人员开展 VIPER-TACs 研究,发现 HPV E6 可杀癌细胞,意义重大。

  在靶向蛋白降解(TPD)领域,越来越多的邻近诱导模式被报道并进入临床试验。一类为该领域开辟道路的异双功能小分子(hSMs)是蛋白酶靶向嵌合体(PROTACs),它不是作为经典抑制剂发挥作用,而是将靶蛋白拉近 E3 泛素连接酶,诱导靶蛋白泛素化和蛋白酶体降解。目前靶向蛋白降解(TPD)存在一个局限性,即常用的 E3 连接酶在各种组织和细胞类型中广泛表达。利用组织特异性或疾病特异性 E3 连接酶可以改善靶向蛋白降解(TPD),这不仅能扩大靶标范围,将泛必需蛋白纳入其中,同时还能提高治疗窗口,因为健康细胞中的靶蛋白可免受影响。一类具有高度疾病特异性的 E3 连接酶是由病毒编码的。这类 “病毒 E3 连接酶(vE3s)” 对病毒复制至关重要,还可能作为病毒癌基因。研究人员选择利用化学诱导二聚化(CID)系统,探索病毒编码的 E3 连接酶(vE3s)在靶向蛋白降解(TPD)中的能力,在该系统中,一种名为 FM4 的异双功能小分子(hSM)可诱导病毒 E3 连接酶(vE3)和靶蛋白靠近。在证实许多病毒 E3 连接酶(vE3s)具备诱导靶蛋白降解的能力后,研究人员构建了人乳头瘤病毒(HPV)阳性宫颈癌的化学生物学模型,以证明病毒 E3 泛必需去除靶向嵌合体(VIPER-TAC)的治疗概念验证。在构建的细胞中,使用 FM4 作为病毒 E3 泛必需去除靶向嵌合体(VIPER-TAC)模型,人乳头瘤病毒(HPV)连接酶 E6 被用于降解泛必需靶蛋白 SARS1,从而选择性地杀死仅表达 E6 的细胞。该领域未来的工作将超越化学生物学系统,通过发现与病毒 E3 连接酶(vE3s)和泛必需靶标的沉默结合物来制备病毒 E3 泛必需去除靶向嵌合体(VIPER-TACs)。在治疗方面,这种方法不仅有望用于治疗任何由病毒驱动的癌症,如 HPV 阳性宫颈癌和乙肝病毒(HBV)阳性肝细胞癌,还可用于通过靶向病毒 E3 连接酶(vE3s)治疗任何潜在的病毒感染。
亮点:

  • 化学二聚化系统可评估 E3 泛素连接酶活性。
  • 许多病毒编码的 E3 连接酶能够进行靶向蛋白降解。
  • 人乳头瘤病毒蛋白 E6 可降解必需翻译因子 SARS1。
  • 病毒 E3 泛必需去除靶向嵌合体(VIPER-TAC)治疗可选择性杀死表达 E6 的宫颈癌模型细胞。

总结:
在靶向蛋白降解(TPD)中,感兴趣的蛋白通过化学诱导与 E3 泛素连接酶邻近而被降解。治疗性使用靶向蛋白降解(TPD)的一个局限性是大多数 E3 连接酶在组织中广泛表达,这可能因在健康细胞中降解靶蛋白而导致毒性。许多致病和致癌病毒编码 E3 连接酶(vE3s),实际上它们仅在病变细胞中严格限制表达。在此,研究人员为病毒 E3 泛必需去除靶向嵌合体(VIPER-TACs)提供了概念验证,这是一种双功能分子,利用病毒 E3 泛素连接酶选择性降解泛必需蛋白并清除病变细胞。研究人员发现,在人乳头瘤病毒(HPV)阳性宫颈癌模型中,人乳头瘤病毒(HPV)连接酶 E6 可降解 SARS1 泛必需靶蛋白,选择性杀死表达 E6 的癌细胞。因此,病毒 E3 泛必需去除靶向嵌合体(VIPER-TACs)有能力显著提高治疗窗口,减轻对毒性的担忧,并最终扩大靶向蛋白降解(TPD)的潜在靶标范围。
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