蛋白質(zhì)降解是生物體調(diào)節(jié)細(xì)胞中蛋白質(zhì)的量和活性的一種重要機(jī)制。泛素-蛋白酶體系統(tǒng)參與調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、增殖、遷移、分化和死亡等重要生理或病理過程。2004年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)曾授予三位以色列科學(xué)家以表彰他們早期發(fā)現(xiàn)泛素化酶促細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解機(jī)制所做貢獻(xiàn)。靶向蛋白降解（TPD）是一種新穎的藥物研發(fā)策略，利用特異性識別的小分子或大分子，與泛素-蛋白酶體組成靶向嵌合體（PROTAC）雙官能團(tuán)分子，可“劫持”細(xì)胞的降解過程，從細(xì)胞中降解關(guān)鍵目標(biāo)蛋白，以達(dá)到對細(xì)胞內(nèi)關(guān)鍵蛋白分子操控來達(dá)到對其功效的探究。目前普遍采用通過大規(guī)模篩選獲得特異結(jié)合目標(biāo)降解蛋白的化學(xué)小分子介導(dǎo)實(shí)現(xiàn)，但是其局限之處在于，需要為目標(biāo)蛋白找到高親和力的小分子配體，這對于一些“不可被靶向” （Untargetable）的蛋白來說是非常困難的。華東理工大學(xué)生物工程學(xué)院生物反應(yīng)器工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室馬興元教授團(tuán)隊(duì)，利用納米抗體靶向降解技術(shù)探索胞內(nèi)蛋白不同亞細(xì)胞功能取得了新成效，相關(guān)研究成果，近期以“A nanobody-based molecular toolkit for ubiquitin–proteasome system explores the main role of Survivin subcellular localization”為題，發(fā)表在Frontiers in Bioengineering and Biotechnology（https:///10.3389/fbioe.2022.952237）雜志上。

該研究在前期構(gòu)建駝源性納米抗體庫和高通量篩選的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了一種基于納米抗體Survivin的分子工具包-泛素蛋白酶體系統(tǒng) (Nb4A-Fc-T2a-TRIM21)，該系統(tǒng)可以通過泛素化途徑靶向降解定位于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中的Survivin蛋白，由此來探索Survivin蛋白在不同亞細(xì)胞定位中的潛在功能，以揭示其不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的不同功能和活性，為進(jìn)一步研發(fā)針對其亞細(xì)胞精準(zhǔn)靶向的藥物提供了科學(xué)依據(jù)。

目前報(bào)道的大部分的系統(tǒng)都是利用化學(xué)分子調(diào)控蛋白質(zhì)降解，時(shí)間和空間上的分辨率差，而以抗體代替小分子靶向會造成分子量較大和透膜性差，導(dǎo)致的生物利用度差和成藥性較差；在調(diào)控的精準(zhǔn)性與可能的脫靶毒性方面的問題，以及在利用全抗體時(shí)的細(xì)胞高效生產(chǎn)和成本問題。納米抗體（Nanobody）具有完整功能的抗原結(jié)合片段，和抗體一樣可以靶向目標(biāo)蛋白，并且具有分子量小、易表達(dá)、穩(wěn)定性高和特異性強(qiáng)的優(yōu)勢。本研究創(chuàng)建的Nb4A-Fc-TRIM21系統(tǒng)能夠依賴泛素化靶向降解定位于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中的Survivin蛋白，且具有快速有效的優(yōu)勢。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明胞質(zhì)中的Survivin主要通過直接或間接抑制caspase途徑發(fā)揮抗凋亡作用，而胞核中的Survivin主要促進(jìn)細(xì)胞增殖并參與細(xì)胞周期調(diào)控。這為深入研究Survivin蛋白的機(jī)理及發(fā)現(xiàn)可行有效的腫瘤藥物靶點(diǎn)奠定了理論基礎(chǔ)。同時(shí)，該研究也展現(xiàn)了納米抗體在基礎(chǔ)研究中的具有更廣泛應(yīng)用前景。

華東理工大學(xué)生物工程學(xué)院博士生苗蕙、碩士生劉暢為論文的共同第一作者，該研究也得到了上海中醫(yī)藥大學(xué)、新加坡國立大學(xué)和華理藥學(xué)院等合作單位的大力支持和幫助；相關(guān)研究也得到了“國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2018YFA0902804)和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31670944,81673345)的資助。

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