《Journal of Controlled Release》：A dual-gated engineered bacterial platform for spatiotemporally controlled precise protein degradation
编辑推荐：
•双门控靶向蛋白降解细菌系统（DGTPB）能够实现可编程的细菌裂解，从而可控地释放基因编码的LYTAC，同时通过红光照射激活其降解活性，进而实现胞外靶向蛋白降解。•DGTPB提供了一个通用的细菌平台，用于降解多种胞外治疗靶点，包括EGFR和PD-L1。•靶向蛋白降解与细菌免疫
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双门控靶向蛋白降解细菌系统（DGTPB）能够实现可编程的细菌裂解，从而可控地释放基因编码的LYTAC，同时通过红光照射激活其降解活性，进而实现胞外靶向蛋白降解。
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DGTPB提供了一个通用的细菌平台，用于降解多种胞外治疗靶点，包括EGFR和PD-L1。
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靶向蛋白降解与细菌免疫疗法协同作用，可诱导免疫原性细胞死亡、促进树突状细胞成熟并激活CD8+ T细胞免疫。
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DGTPB通过肿瘤蛋白降解与免疫微环境重塑的协同作用，抑制黑色素瘤生长和乳腺癌转移。
引言
选择性地降解与疾病相关的蛋白正在重塑现代治疗策略，使致病蛋白能够通过直接清除而非简单的功能抑制得到有效干预[1]、[2]。尽管细胞内靶向蛋白降解技术（如蛋白水解靶向嵌合体，PROTACs）已彻底改变了细胞内蛋白的降解方式，但由于许多具有重要临床意义的细胞表面靶蛋白（包括受体酪氨酸激酶和免疫检查点分子）位于细胞外表面，仍处于传统细胞内蛋白降解系统的覆盖范围之外[1]。
在这些新兴平台中，溶酶体靶向嵌合体（LYTACs）能够特异性地将胞外和细胞表面蛋白引导至溶酶体进行降解，为选择性清除致癌性细胞表面蛋白和干扰异常细胞信号提供了新途径[2]、[3]。然而，LYTACs的临床应用受到体内递送效率低下、脱靶系统性活性以及降解过程时空控制不足等限制，凸显了对能够在病变组织内精确激活的可编程递送平台的需求[4]、[5]。
工程化细菌疗法提供了一种克服这些限制的可行策略[6]。由于其固有的肿瘤靶向能力、基因可编程性以及持续原位生物合成治疗蛋白的能力，工程化细菌已成为癌症治疗的通用活体治疗手段[7]、[8]。与传统的蛋白或纳米颗粒递送系统相比，定植于肿瘤的细菌能够选择性地在肿瘤缺氧区域富集并持续局部生产治疗分子，从而在增强肿瘤特异性的同时最大限度地减少全身暴露[9]、[10]。然而，大多数细菌治疗平台依赖组成型蛋白分泌或非受控的细菌裂解，导致治疗载荷过早释放，对治疗活性的时间控制不佳[11]。更重要的是，能够实现对治疗蛋白活性在释放后进行精确调控的策略在很大程度上仍未被探索，这构成了可编程细菌治疗发展的重大障碍[12]、[13]。
为提升细菌癌症免疫疗法的安全性并最大限度降低工程化细菌过量表达治疗蛋白所导致的脱靶毒性，研究人员利用工程化细菌的基因可编程性、肿瘤靶向能力以及肿瘤微环境（TME）的独特信号（包括缺氧、酸性环境和特征性代谢物），开发了一系列精密调控系统[14]、[15]。
这些合成基因线路使工程化细菌能够感知特定刺激并精确调控治疗蛋白表达的时间、位置和水平，从而在最小化异常蛋白产生所致毒性的同时提高治疗的安全性和有效性。根据调控信号来源的不同，这些策略可大致分为内源性和外源性响应系统。内源性响应系统依赖TME的内源信号（如酸性pH、缺氧和特征性代谢物）选择性激活工程化细菌[16]、[17]。然而，TME的时空异质性显著，常导致信号强度波动，造成治疗蛋白表达不稳定，难以将药物浓度维持在有效治疗窗内[18]。相比之下，外源性响应策略采用外部施加且可调控的刺激（如聚焦超声、光照和化学诱导剂（如阿拉伯糖和IPTG）），实现更高的时空精度和按需调控。这些方法将治疗蛋白表达精确限定在肿瘤部位，降低全身暴露，并通过极低的基线泄漏进一步提升治疗安全性[19]、[20]、[21]。
外部物理刺激为实现蛋白治疗的精确时空控制提供了有力手段。在可用的刺激手段中，红光尤其具有吸引力，因其可见输出、设备成本低廉以及在实验操作过程中便于视觉定位[22]、[23]。我们假设，将治疗释放与治疗激活分离开来，能够为胞外靶向蛋白降解提供更高水平的时空控制。具体而言，可编程的细菌裂解控制基因编码的LYTAC的局部释放，而红光照射则可以选择性地在肿瘤组织内激活已释放的LYTAC，从而在最大限度降低脱靶蛋白降解的同时最大化治疗效果。
本文报道了一种双门控工程化细菌平台（DGTPB），可实现可编程的、时空可控的胞外靶向蛋白降解，用于癌症免疫治疗。在定植肿瘤后，工程化细菌可作为原位生物制造平台，持续生产基因编码的LYTAC，从而为治疗蛋白提供局部且持续的供应。阿拉伯糖构成第一调控门控，触发可编程的细菌裂解和LYTAC的局部释放，而红光照射则作为正交的第二门控，激活LYTAC介导的胞外靶点降解。通过靶向EGFR和PD-L1，我们展示了DGTPB在降解致癌性受体和免疫检查点蛋白方面的通用性，从而显著抑制原发肿瘤生长和转移进展。从机制上看，DGTPB介导的PD-L1降解可解除肿瘤细胞对T细胞的免疫抑制，从而重新激活抗肿瘤免疫；DGTPB介导的EGFR降解可抑制肿瘤生长并诱导肿瘤细胞死亡。总之，本研究建立了一个用于精确胞外靶向蛋白降解的可编程平台，并为工程化开发用于精准癌症免疫疗法的时空可控蛋白治疗提供了一套可推广的策略。
章节摘要
动物与细胞系
6–8周龄雌性BALB/c小鼠和雄性C57BL/6小鼠购自广东省医学实验动物中心。所有动物均在香港大学（深圳）动物实验中心SPF级设施中饲养。环境设置为12小时光照/12小时黑暗循环，温度20±3°C，相对湿度50±5%。动物可自由取食饮水。
4 T1-Luc细胞系和B16细胞系为
DGTPB（双门控靶向蛋白降解细菌）系统的设计与构建
为实现对细菌LYTAC递送与激活的精确时空控制，我们将阿拉伯糖诱导的细菌裂解模块与红光响应的光遗传学模块相结合，开发出一种双门控细菌靶向蛋白降解平台（DGTPB）（图1）。在该平台中，细菌裂解从空间上限制了LYTAC的释放，使其仅限于肿瘤微环境中的细菌定植部位；而红光照射则从时间上激活LYTAC，从而
讨论
靶向蛋白降解（TPD）是一种具有重大临床潜力的新型治疗策略，能够通过选择性消除疾病相关蛋白实现对致病分子的精确调控。
LYTACs进一步扩大了TPD的应用范围，使其能够有效靶向胞外和膜相关蛋白。这一策略为传统上难以成药的靶点蛋白（包括致癌性）开辟了新的治疗途径
CRediT作者贡献声明
孙尚武：论文撰写——初稿、验证、方法学、调查研究、形式化分析、数据整理、概念构思。胡若溪：方法学、调查研究。翟雪：方法学。白睿：方法学。郭嘉铭：方法学。周托宇：方法学。杨通福：方法学。曾清岚：方法学。张怡霖：方法学。余杰：方法学。李仁科：概念构思。吴祖光：论文撰写——审阅与编辑、监督、资源提供、资金获取、概念构思。
利益冲突声明
所有作者声明，他们不存在任何已知可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益关系或个人关系。
致谢
我们衷心感谢以下机构的资助：广东省基础与应用基础研究基金（2025A1515110016资助S.S.）、中国国家自然科学基金（82404527和32571619资助Z.L.）、广东省基础与应用基础研究基金（2025A1515011264资助Z.L.）、深圳市科技创新委员会（QNXMB20250701091822031和JCYJ20240813113550064资助Z.L.）、鹏城孔雀计划专项资金（2023TC0190资助Z.L.）、大学发展研究启动基金
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