news 2026/4/17 11:34:35

基于TR-FRET技术的BCL-xL/VHL PROTAC降解剂在抗肿瘤治疗中的研究

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张小明

前端开发工程师

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基于TR-FRET技术的BCL-xL/VHL PROTAC降解剂在抗肿瘤治疗中的研究

一、BCL-xL靶向治疗面临的挑战

BCL-xL是BCL-2家族的重要抗凋亡蛋白,在多种癌细胞中过度表达,是一个具有明确效果的抗肿瘤治疗靶点。然而,BCL-xL也是血小板赖以生存的蛋白,靶向该蛋白的抑制剂往往对血小板产生较大的毒副作用。ABT263作为BCL-2/BCL-xL双重抑制剂,虽具有抗肿瘤活性,但血小板毒性限制了其临床应用。为解决这一问题,研究者利用PROTAC技术对ABT263进行改造,保留其与靶蛋白结合的部分,连接E3连接酶配体,设计了新型降解剂DT2216。TR-FRET BCL-xL/VHL PROTAC试剂盒可用于定量检测PROTAC分子与BCL-xL和VHL的双重结合活性,为降解剂筛选提供技术工具。

二、DT2216的设计策略与选择性降解机制

DT2216同时与BCL-xL和E3连接酶结合,通过E3连接酶使靶蛋白泛素化,利用泛素蛋白酶系统降解靶蛋白。为克服血小板毒性问题,研究者选择的E3连接酶是VHL。VHL在多种肿瘤细胞中表达量高,包括急性淋巴细胞白血病、肝癌、结肠癌和前列腺癌细胞,但在血小板中表达量很低,可借此减少降解剂对血小板的毒性。DT2216对BCL-xL具有特异性降解作用,对BCL-2和MCL-1无影响。蛋白组学结果显示DT2216只减少BCL-xL水平,对其他蛋白水平无显著影响。TR-FRET技术可应用于研究DT2216与BCL-xL和VHL的协同结合,评估其诱导靶蛋白降解的选择性。

三、DT2216的体外抗肿瘤活性与血小板毒性

DT2216在MOLT-4 T-ALL细胞中可明显降解BCL-xL蛋白,半数最大降解浓度为63 nM,最大降解率可达90.8%。而在血小板中,这种降解作用不明显,半数最大降解浓度大于3 μM,最大降解率仅26%。DT2216可有效杀死肿瘤细胞,其半数效应浓度为52 nM,相比改造前的抑制剂ABT263,杀伤肿瘤细胞的活性提高了近四倍,而对血小板的毒性大大降低。有趣的是,DT2216与BCL-2可结合并具有高亲和力,在细胞外蛋白结合实验中,BCL-2和BCL-xL均能与DT2216及VHL形成稳定的三元复合物,但在活细胞内的蛋白结合实验中,BCL-2不能形成三元复合物。

四、DT2216的体内抗肿瘤效果与安全性

在动物实验中,腹腔注射给药后,肿瘤组织中的DT2216浓度显著超过半数效应浓度,可维持约10天,长时间抑制靶蛋白水平。研究者比较了DT2216和ABT263对小鼠血小板水平的影响。ABT263给药后约6小时血小板降至极低浓度,随后缓慢回升,第3天超出正常水平,第10天恢复正常,此过程中可能出现自发性出血或血栓。相比之下,DT2216对血小板的作用较温和,未出现反弹增高情况。同时,DT2216显著抑制肿瘤组织生长,抗肿瘤活性强于ABT263。TR-FRET BCL-xL/VHL PROTAC试剂盒可用于评估DT2216与BCL-xL和VHL的结合亲和力,为其体内活性评价提供数据支持。

五、DT2216的联合治疗策略

部分肿瘤细胞同时表达多种抗凋亡蛋白,如小细胞肺癌H146同时表达BCL-2和BCL-xL。将DT2216与BCL-2抑制剂ABT199联用,抗癌效果显著增强,联合指数为0.166,表示强的协同作用。DT2216与MCL-1抑制剂联用在细胞实验中协同作用明显,但在小鼠实验中导致死亡,因为肝细胞依赖MCL-1和BCL-xL生存。DT2216与ABT199联用的抗癌效果高于双重抑制剂ABT263,且对血小板毒性更小。在病人来源的复发性难治性急性T淋巴细胞白血病模型中,DT2216与ABT199联用或与传统化疗药物联用,抗癌效果强于单独用药,延长了小鼠中位生存时间。

六、DT2216克服化疗耐药的应用

BCL-xL蛋白被证明与细胞耐药性相关。DT2216可增加耐药乳腺癌细胞对化疗药的敏感性,增强多西紫杉醇、长春新碱和阿霉素的抗癌作用,这种效应在前列腺癌、肝癌、结肠癌模型中也被观察到。通过降解BCL-xL,DT2216可逆转肿瘤细胞对多种化疗药物的耐药性,为克服临床耐药问题提供了新策略。TR-FRET BCL-xL/VHL PROTAC试剂盒可用于评估不同PROTAC分子的降解活性,指导克服耐药的联合治疗策略开发。

七、TR-FRET技术在BCL-xL降解剂研发中的应用

TR-FRET技术结合了时间分辨荧光和荧光共振能量转移两种检测原理。时间分辨荧光利用镧系元素螯合物的长寿命荧光特性,有效消除短寿命的背景荧光干扰。荧光共振能量转移发生在供体与受体荧光分子距离足够近时,通过非辐射能量转移产生特异性信号。在BCL-xL/VHL PROTAC试剂盒中,将供体荧光分子标记的BCL-xL蛋白与受体荧光分子标记的VHL蛋白共同孵育,当PROTAC分子同时结合两者时,供体与受体距离拉近,发生能量转移。该检测方法具有均相、免洗、高灵敏度和高通量的特点,适用于大规模化合物筛选。

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