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从PROTAC到SPYTAC:中枢神经蛋白靶向降解新进展

5 月 22, 2026

阿尔茨海默病的发病机制复杂,但围绕淀粉样蛋白(Aβ)的异常沉积,已经形成较为一致的认知。围绕这一靶点,过去二十余年形成的主流干预策略是通过抗体介导的清除路径,即利用特异性抗体识别Aβ,并通过免疫系统促进其去除。

这一路径在临床上取得了一定进展,但同时也暴露出诸多局限,包括炎症反应增强、脑微出血风险,以及大分子抗体跨血脑屏障效率有限等问题。这些挑战提示,单纯依赖“外源性清除”可能难以从根本上解决Aβ积累问题。

2026年4月,中国科学院动物研究所联合中国科学院大学医学院于Cell发表的文章“Efficient amyloid-β degradation in Alzheimer’s disease using SPYTACs”提出了一种不同于传统抗体策略的干预思路,即通过人为设计分子,将Aβ主动引导进入细胞内的降解体系。

这一策略的核心在于利用细胞固有的内吞与溶酶体途径,实现对致病蛋白的处理,从而在机制上由“中和或搬运”转向“降解”。

作者设计了一类双功能合成肽,称为SPYTAC。该分子包含两个功能模块,一端用于识别Aβ,另一端用于结合低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)。

LRP1是一种广泛表达的跨膜受体,在物质转运及受体介导内吞过程中发挥重要作用,同时也参与血脑屏障的跨膜转运。基于这一特性,SPYTAC在功能上同时承担两个任务,即将Aβ“标记”并“递送”至细胞内降解路径。

双特异性多肽的设计
图1:双特异性多肽的设计

01

文章首先从分子层面对该设计进行验证。作者对多个候选肽(包括突变体)与Aβ及LRP1之间的相互作用进行了系统比较。

基于Biacore 8K结果显示,仅有特定序列(SPAβ-1)能够在Aβ与LRP1两个靶点上均维持较强亲和力,而突变体在至少一侧的结合能力显著下降。这一结果从动力学角度支持了SPYTAC“桥接分子”的可行性。

SPs与Aβ42寡聚体以及LRP1不同结构域(II、III、IV)之间的结合情况
图2:SPs与Aβ42寡聚体以及LRP1不同结构域(II、III、IV)之间的结合情况
作者进一步比较了该分子对不同Aβ构象的结合能力。结果表明,其对寡聚体与纤维形式的亲和力高于单体Aβ。这一差异性提示,该策略在功能上可能更倾向于作用于具有更高神经毒性的Aβ亚型。
SPAβ‑1 Aβ42和Aβ40不同聚集形式(包括单体、寡聚体和纤维)之间的结合情况
图3:SPAβ‑1 Aβ42和Aβ40不同聚集形式(包括单体、寡聚体和纤维)之间的结合情况
  • 在细胞层面,作者通过荧光标记与共定位分析验证了该分子的功能表现。实验结果显示,SPYTAC可以有效介导Aβ进入细胞,并与溶酶体标志物发生共定位,提示其进入降解通路。同时,通过对LRP1进行抑制或敲低处理,作者观察到Aβ内吞及降解显著下降,从而建立了该过程对LRP1的依赖性。
  • 在体内层面,研究进一步关注其在中枢神经系统中的可达性。在图4中,通过体内示踪实验可以观察到该分子能够借助LRP1实现跨血脑屏障转运,从而进入脑组织。这一结果对于面向神经退行性疾病的药物开发具有关键意义。
在5×FAD小鼠(经SPYTAC处理)以及WT小鼠(经FITC‑SPs和Cy3‑Aβ42处理)的脑切片中,FITC‑SPAβ‑1(绿色)能够与Aβ(MOAB‑2/红色)以及溶酶体(Lamp1/白色)发生共定位,而FITC‑SPAβ‑m3则不表现出这种共定位。

图4:在5×FAD小鼠(经SPYTAC处理)以及WT小鼠(经FITC‑SPs和Cy3‑Aβ42处理)的脑切片中,FITC‑SPAβ‑1(绿色)能够与Aβ(MOAB‑2/红色)以及溶酶体(Lamp1/白色)发生共定位,而FITC‑SPAβ‑m3则不表现出这种共定位。

02

文章后续的功能性实验中,在阿尔茨海默病模型小鼠的组织学及生化分析显示,处理后小鼠脑内Aβ负荷明显下降,淀粉样斑块数量减少;行为学实验也表明动物的学习与记忆能力出现改善趋势。

从靶向蛋白降解技术的发展脉络来看,这项研究具有明确的延伸意义。在近年研究中:

  • PROTAC通过同时结合靶蛋白与E3泛素连接酶,将蛋白导入泛素-蛋白酶体系统,实现细胞内蛋白的选择性降解;
  • LYTAC则通过细胞表面受体,将胞外或膜蛋白引入内吞途径并送入溶酶体。

在这一框架下,SPYTAC延续了“桥接并重定向”的基本逻辑,但针对Aβ这一胞外聚集蛋白,并结合LRP1这一具有跨血脑屏障转运功能的受体,构建了一种更适用于中枢神经系统的降解路径。

总之,这项研究通过分子设计与多层级实验验证,展示了将异常沉积蛋白主动引导进入细胞降解体系的可行性。其意义不仅在于为Aβ清除提供了一种新的技术路径,也从机制层面强化了一种逐渐成形的干预思路,即通过调控蛋白的“去向”而非仅仅抑制其功能,来实现对疾病过程的干预。

这种从分子命运调控出发的策略,可能为以蛋白异常积累为特征的疾病提供新的研究方向。此外,由于SPYTAC基于全合成、模块化多肽构建,其在分子设计和生产上具有较高灵活性与可拓展性,为后续规模化开发提供了潜在优势。

03

本研究中,Biacore 8K分子互作分析系统发挥了关键的前置验证作用。

Biacore作为全球生命科学前沿创新与新药研发的核心检测平台。依托无标记、实时动态、高灵敏度的分子互作检测能力,精准完成了双特异性多肽分子的高通量筛选、动力学定量解析与构象特异性结合验证,为SPYTAC全新脑病干预机制的创新突破筑牢了核心分子证据。

作为源头创新的关键科研利器,Biacore不仅能够精准区分有效候选分子与无效突变体、锁定高毒性致病蛋白靶向特征,更能深度赋能机制创新、加速基础科研成果向临床药物转化,持续助力神经退行性疾病、靶向蛋白降解等前沿赛道的高质量科研产出,为全球创新药研发与原创性科研突破持续赋能、保驾护航。

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