靶向诱导剂
细胞表面受体的内吞作用和溶酶体运输可由内源性配体触发。治疗方法，例如溶酶体靶向嵌合体1（LYTAC） 和细胞因子受体靶向嵌合体（KineTACs） 通过将修饰的天然配体与靶向结合蛋白融合，将其用于靶向特异性蛋白进行降解。尽管功能强大，但这些方法可能会受到与天然配体的竞争和化学修饰要求的限制，这些限制了遗传可编码性，并使制造复杂化，并且更普遍地说，可能没有通过给定受体刺激内吞作用的天然配体。在这里，我们描述了克服这些挑战的内吞触发结合蛋白 （EndoTags） 的计算设计方法。我们提出了胰岛素样生长因子 2受体 （IGF2R） 和去唾液酸糖蛋白受体 （ASGPR）、sortilin 和转铁蛋白受体的 EndoTags，并表明将这些标签与可溶性或跨膜靶蛋白结合物融合会导致溶酶体运输和靶标降解。由于这些受体具有不同的组织分布，因此不同的 EndoTag 可以靶向降解到不同的组织。与单独使用抗体相比，EndoTag 与 PD-L1 抗体的融合可显著提高小鼠肿瘤模型中的疗效。EndoTags 的模块化和遗传可编码性使 AND 门控制能够实现更高特异性的靶向降解，以及工程细胞中降解剂的局部分泌。通过促进内吞作用，EndoTag 融合通过工程配体-受体系统将信号转导增加近 100 倍。EndoTags 具有相当大的治疗潜力，可作为靶向降解诱导剂、内吞依赖性途径的信号激活剂以及靶向抗体-药物和抗体-RNA 偶联物的细胞摄取诱导剂。
设计的内吞诱导蛋白降解靶标并放大信号
使用我们的计算设计方法生成 EndoTag 刺激的细胞表面受体内吞作用和运输增强子，未来工作有许多途径。首先，可能有更多的受体靶标在细胞表面适当触发后可以进行快速内吞作用;在不需要天然配体或识别化学修饰的情况下设计内吞刺激剂的能力应该能够利用这些受体的全部范围来实现更多组织限制性靶向和可调节的细胞内运输（不同的受体可能具有不同的细胞内区室停留时间和过渡动力学）。与单独使用抗体相比，接受 EndoTag-抗 PD-L1 融合治疗的小鼠存活率增加（图 D）。2l） 强调了 EndoTag 融合增强拮抗治疗性抗体活性的潜力。除了这里追求的靶向降解应用外，这种设计的内吞刺激剂对于增强核酸（如短干扰 RNA）和小分子药物偶联物的摄取可能具有很大的用途。其次，可能存在天然信号通路，如合成的 Ortho-SNIPR 系统，可以通过促进受体内吞作用来更有效地激活。通过将 SNIPR 配体与 EndoTag 融合，我们实现了 100 倍的最大信号传导效果增强——如果通过将天然信号分子与 EndoTags 融合可以实现类似水平的信号增强或调节，那么在治疗和生物技术中可能有许多应用。第三，正如使用 co-LOCKR 系统制造逻辑门控蛋白质降解系统和从细胞中分泌 EndoTag 降解剂构建体所说明的那样，从头设计蛋白质的稳健性和模块化以及逻辑门控激活和基于细胞的表达的能力为蛋白质和基于细胞的疗法打开了一扇更精确和可控的靶向降解策略的大门。
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