撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
許多疾病是由特定蛋白質的突變或積累引起的，這導致了各種蛋白質降解工具的開發，用於這些疾病治療。 其中最著名的是蛋白靶向降解嵌合體（PROTAC），它依靠將泛素連線酶招募到細胞內的目標蛋白上，透過蛋白酶體機制促進對致病蛋白的降解，使許多“不可成藥”蛋白成為治療靶點。迄今已有數十種PROTAC藥物進入臨床試驗階段。
與PROTAC技術類似，還有其他固有的細胞降解機制也被用於靶向降解，進而發展出了自噬體靶向降解嵌合體（AUTAC）、溶酶體靶向降解嵌合體（LYTAC）和核糖體靶向降解嵌合體（RIBOTAC）。PROTAC和AUTAC主要靶向胞內蛋白，而LYTAC通常專注於捕獲分泌蛋白和膜相關蛋白並進行降解，例如生長因子、疾病相關受體和細胞因子等，這些蛋白質約佔人類蛋白質組的40%，是許多疾病的重要治療靶點。
與PROTAC利用蛋白酶體途徑不同，LYTAC依賴於溶酶體靶向受體（LTR）的識別，以主動將感興趣的蛋白（POI）轉運到溶酶體內進行降解。然而，與PROTAC相比，LYTAC對目標蛋白的降解效率通常較低，這限制了其未來的臨床應用。因此，急需設計和改進LYTAC技術，以提高其在疾病治療中的有效性和功能性。
2024年1月22日，復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院洪佳旭主任醫師團隊與張川教授團隊合作，在Advanced Science期刊發表了題為：A Nucleic Acid-Based LYTAC Plus Platform to Simultaneously Mediate Disease-Driven Protein Downregulation 的研究論文。
該研究開發了一種LYTAC Plus水凝膠，將siRNA整合到LYTAC中，可同時靶向降解致病蛋白質並沉默相關基因，並在新生血管性老年性黃斑變性（n-AMD）小鼠模型中進行了驗證，透過玻璃體注射到眼睛後，同時降低 VEGFR-2和ANG-2水平， 實現了更好的n-AMD治療效果。
更重要的是，作為通用材料平臺，LYTAC Plus水凝膠還具有治療多種疾病的巨大潛力，值得進一步研究。
許多疾病與多種因素有關，這意味著單一的蛋白質降解策略可能不足以滿足臨床需求。
為了應對多因素驅動的疾病，最常用的策略是聯合治療，例如，在癌症治療中，經常將化療與免疫檢查點抑制劑療法聯合使用。
為了建立一種更強大的LYTAC，研究團隊設想將其他蛋白質沉默策略納入LYTAC結構，從而增強其治療效果，在疾病治療中實現協同效應。
迄今為止，各種靶向基因沉默方法，例如反義技術、RNA干擾、基因編輯等，已經被廣泛用於醫學研究，其中一些已經在臨床上成功應用。例如，自組裝核酸水凝膠由於其易於合成、優異的生物相容性和可程式設計的自組裝，已被開發為功能性RNA治療遞送的新載體。隨著DNA/RNA修飾技術的成熟，溶酶體靶向和POI結合基序現在可以輕鬆與核酸水凝膠結合，從而實現下一代LYTAC材料的工程化，研究團隊將其稱為——LYTAC Plus。
新生血管性老年性黃斑變性（n-AMD），這是全球範圍內不可逆性視力喪失最常見的原因之一。雖然抗VEGF藥物已被廣泛用於n-AMD的一線治療，並顯示出顯著的臨床效果，但仍有部分患者對這些抗VEGF治療反應不佳，超過50%的n-AMD患者在持續抗VEGF治療1年後對藥物產生耐藥性。
n-AMD是一種多因素驅動的疾病，除了VEGF外，血管生成素-2（ANG-2） 透過破壞血管穩定性驅動n-AMD進展。因此，同時抑制VEGF/VEGFR和ANG-2，可能顯著提高n-AMD的治療效果。
該研究提出了一種透過核酸自組裝設計的LYTAC Plus水凝膠，將基因沉默基序整合到LYTAC結構中，以增強其治療潛力。作為概念驗證研究，將受體（VEGFR）結合肽和甘露糖-6磷酸（M6P）片段引入自組裝核酸水凝膠中，使其具有LYTAC功能。然後使用靶向血管生成素-2（ANG-2）的mRNA的siRNA作為交聯劑形成水凝膠，使最終的LYTAC Plus水凝膠還具有基因沉默能力。
將LYTAC Plus水凝膠透過玻璃體注射到眼睛中後，LYTAC Plus水凝膠被DNase I逐漸降解成較小的顆粒，使其被周圍細胞有效攝取。LYTAC Plus水凝膠同時具有基於LYTAC的蛋白降解功能和基於siRNA的基因沉默功能，可以快速將細胞表面的VEGFR轉運到溶酶體內降解。從LYTAC Plus水凝膠中釋放出來的siRNA透過RNAi機制進一步下調ANG-2表達。
在n-AMD小鼠模型中，研究團隊證明了LYTAC Plus水凝膠可同時降低VEGFR-2和ANG-2的水平，與LYTAC水凝膠相比，LYTAC Plus水凝膠表現出更好的抗血管生成能力和更好的治療效果。
圍繞難治性角膜病生物治療的關鍵臨床問題，洪佳旭主任醫師團隊圍繞原創性基因治療技術開發與最佳化不斷深入，在基礎研究、臨床試驗等方面不斷前行，繼感染性角膜病基因治療之後又開闢了新的研究領域。作為一個通用平臺，LYTAC Plus結構可以同時靶向降解異常蛋白質並沉默相關基因，此外，LYTAC Plus平臺還具有靈活性，可以根據需要設計針對不同蛋白質和基因，使其成為疾病治療的靈活而強大的工具，為精準醫療和個體化治療提供了新的思路和方法。
論文連結：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202306248
