一种基于纳米材料的蛋白降解靶向嵌合体及其制备方法、应用

本发明属于靶向蛋白降解，尤其涉及一种基于纳米材料的蛋白降解靶向嵌合体及其制备方法、应用。

背景技术：

1、靶向蛋白降解(tpd)是一种新兴的技术，旨在利用细胞内的蛋白水解系统，如泛素-蛋白酶体系统(ups)和溶酶体降解系统，选择性地清除致病蛋白，尤其是以前认为"不可用药"的蛋白。这一创新技术有望克服基于传统抑制剂的方法依赖于占位驱动的作用模式来影响蛋白质活性的局限性，并为调节疾病相关通路和恢复正常细胞功能提供了一种新方法。

2、近年来，人们开发了许多蛋白酶体依赖的tpd策略，如：蛋白水解靶向嵌合体(proteolysis targeting chimeras,protac)，通过连接基团将靶蛋白配体与e3连接酶配体利用化学键连接，将e3连接酶"募集"到靶蛋白附近，并利用细胞内的泛素-蛋白酶体系统,实现靶蛋白的泛素化标记和蛋白降解.靶蛋白一旦被降解,protacs分子便游离出来,参与到下一轮的蛋白结合-降解循环中。分子胶与protac类似，是单一的小分子片段，分子量较小，它通过诱导靶蛋白与e3泛素连接酶之间形成较为紧密的蛋白-蛋白相互作用来实现泛素化降解。双机制降解剂既能够以protac方式靶向btk，同时也以分子胶的方式降解gspt1，与单靶降解剂或抑制剂相比，这种双机制降解剂实现了更高效的dlbcl和aml肿瘤细胞增殖抑制效果，为dlbcl和aml治疗提供新型治疗方案。还有修剪技术、dtag系统和snipers技术可以去除细胞内的蛋白质。此外，依赖溶酶体途径靶向膜蛋白、聚集蛋白和细胞外蛋白的tpd策略也已出现，如靶向溶酶体的嵌合(lytac)、基于抗体的protac(abtac)、自噬-溶酶体靶向嵌合体等。这些方法具有巨大的潜力，极大地扩展了靶向蛋白的范围。然而，以上方法都有其自身的缺陷，如protac适于理论性设计，但由于分子量偏大，导致成药性不足；分子胶分子量小，成药性好，且能降解难成药靶点，可以弥补protac的不足，但由于需要在两个蛋白之间诱导形成一个结合口袋，设计上具有非常大的难度。

3、适配体是一类对靶分子、活细胞甚至器官具有高亲和力和特异性的三级结构单链寡核苷酸，与传统抗体相比具有一些优势，包括结构灵活、物理尺寸小、稳定性高、免疫原性低、化学合成容易且成本效益高、修饰灵活。此外，利用指数富集的配体系统进化(selex)技术开发的适配体理论上可以将靶点范围扩展到所有现有蛋白。这些优点使其成为有吸引力的蛋白质靶向降解的候选者。到目前为止，已经开发了许多基于适配体的tpd方法，以改善tpd分子的水溶性、增强靶向递送和减少脱靶效应，甚至形成稳定的三元络合物来降解靶向蛋白。然而其缺陷在于，核酸适配体容易受到酶解或降解，限制了其在体内稳定存在的时间。尽管核酸适配体可以与特定靶标结合，但有时会出现与其他非特定分子的交叉反应，降低了其特异性和选择性。将核酸适配体有效地输送到靶细胞内部仍然是一个挑战，需要克服细胞膜穿透障碍以及有效递送至细胞质或细胞核的问题。

技术实现思路

1、基于以上技术问题，本发明提供了一种基于纳米材料的蛋白降解靶向嵌合体，将纳米材料与蛋白靶向适配体通过化学键连接，构建得到蛋白降解靶向嵌合体能够克服传统药物通过蛋白酶体或溶酶体途径清除致病蛋白的局限性，提高核酸适配体的生物稳定性及靶向性。

2、本发明具体方案如下：

3、本发明目的之一在于，提供了一种蛋白降解靶向嵌合体，包括：纳米粒子和蛋白靶向适配体，所述纳米粒子与蛋白靶向适配体通过化学键连接。

4、在一个实施例中，所述纳米粒子与蛋白靶向适配体通过共价键连接。

5、在一个实施例中，所述纳米粒子与蛋白靶向适配体通过酰胺键连接。

6、在一个实施例中，所述纳米粒子为无机纳米粒子；优选地，所述纳米粒子选自氧化石墨烯、碳纳米管、介孔二氧化硅、金纳米粒中至少一种。

7、在一个实施例中，蛋白靶向适配体选自met适配体、rela适配体、egfr适配体中至少一种；优选地，所述适配体连接有连接子。

8、在一个实施例中，所述蛋白降解靶向嵌合体，包括：氧化石墨烯、met适配体和rela适配体，所述氧化石墨烯分别与met适配体、rela适配体通过酰胺键连接。

9、目前的大多数方法主要集中在单个降解系统上，靶向具有相同亚细胞定位的一种或多种蛋白质(如膜蛋白或细胞质蛋白)，这可能导致所有疾病靶点的不完全覆盖和降解的过载，本发明提供了一种策略，可以通过调整适配体的类型，对这两种细胞内降解途径之间进行串联，达到通过不同途径降解不同亚细胞定位蛋白的目的。

10、在一个实施例中，上述提到的适配体各自连接有连接子。

11、在一个实施例中，所述适配体连接的连接子包括连接子1、连接子2、连接子3、连接子4中的至少一种以上；所述连接子1至连接子4的序列分别如seq id no:9至seq id no:12所示。

12、本发明目的之二在于，提供了所述蛋白降解靶向嵌合体的制备方法，包括：将纳米粒子与氨基修饰的蛋白靶向适配体在溶剂中混合，得到。

13、在一个实施例中，所述溶剂为缓冲液。

14、在一个实施例中，所述缓冲液包括：mes、edc和nhs-硫酸盐。

15、本发明目的之三在于，提供了所述蛋白降解靶向嵌合体在制备药物中的应用。

16、在一个实施例中，所述蛋白降解靶向嵌合体在制备抗肿瘤药物中的应用。

17、在一个实施例中，所述肿瘤选自宫颈癌、肺癌、舌鳞状细胞癌、肝癌、胃癌中至少一种。

18、本发明目的之四在于，提供了一种组合物，包括以上任一项所述的蛋白降解靶向嵌合体和药学上可接受的载体。

19、本发明有益效果：

20、本发明构建的蛋白降解靶向嵌合体，能够显著提高蛋白靶向适配体与靶细胞的结合亲和力，生物稳定性以及靶向性，为靶向蛋白降解提供了一种新的策略。

21、除此之外，利用两种特异性蛋白靶向适配体连接纳米粒子，可以通过调整蛋白靶向适配体的类型，达到通过不同途径降解不同亚细胞定位蛋白的目的，分别靶向降解膜蛋白和细胞质蛋白，可以同时降解细胞质和膜蛋白，实现了对这两种细胞内降解途径的串联。

22、本发明还提供了一个可编辑的平台，允许对降解蛋白进行个性化设计，而不考虑其定位于细胞膜或细胞质，并提供潜在的治疗作用。

技术特征：

1.一种蛋白降解靶向嵌合体，其特征在于，包括：纳米粒子和蛋白靶向适配体，所述纳米粒子与蛋白靶向适配体通过化学键连接。

2.根据权利要求1所述的蛋白降解靶向嵌合体，其特征在于，所述纳米粒子与蛋白靶向适配体通过共价键连接。

3.根据权利要求1所述的蛋白降解靶向嵌合体，其特征在于，所述纳米粒子与蛋白靶向适配体通过酰胺键连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的蛋白降解靶向嵌合体，其特征在于，所述纳米粒子为无机纳米粒子；优选地，所述纳米粒子选自氧化石墨烯、碳纳米管、介孔二氧化硅、金纳米粒中至少一种。

5.根据权利要求1-3任一项所述的蛋白降解靶向嵌合体，其特征在于，蛋白靶向适配体选自met适配体、rela适配体、egfr适配体中至少一种；优选地，所述适配体连接有连接子。

6.一种蛋白降解靶向嵌合体的制备方法，其特征在于，包括：将纳米粒子与氨基修饰的蛋白靶向适配体在溶剂中混合，得到。

7.根据权利要求6所述的蛋白降解靶向嵌合体的制备方法，其特征在于，所述溶剂为缓冲液；优选地，所述缓冲液包括：mes、edc和nhs-硫酸盐。

8.权利要求1-5任一项所述蛋白降解靶向嵌合体或权利要求6-7任一项方法制备的蛋白降解靶向嵌合体在制备药物中的应用。

9.权利要求8所述的应用，其特征在于，所述蛋白降解靶向嵌合体在制备抗肿瘤药物中的应用；优选地，所述肿瘤选自宫颈癌、肺癌、舌鳞状细胞癌、肝癌、胃癌中至少一种。

10.一种组合物，其特征在于，所述组合物包括：权利要求1-5任一项所述蛋白降解靶向嵌合体和药学上可接受的载体。

技术总结本发明公开了一种蛋白降解靶向嵌合体，包括：纳米粒子和蛋白靶向适配体，所述纳米粒子与蛋白靶向适配体通过化学键连接。其制备方法包括，将纳米粒子与氨基修饰的蛋白靶向适配体在溶剂中混合得到。本发明构建的蛋白降解靶向嵌合体能够克服传统药物通过蛋白酶体或溶酶体途径清除致病蛋白的局限性，提高核酸适配体的生物稳定性及靶向性，为靶向蛋白降解及疾病治疗提供了一种新的策略。技术研发人员：陈昭政,金佩佩,苗彦彦,王红阳,章菊受保护的技术使用者：安徽省立医院（中国科学技术大学附属第一医院）技术研发日：技术公布日：2024/10/17