分享一篇发表在JACS上的文章，文章的标题为“PROTAC-Mediated Degradation of mHTT Aggregates Attenuates Neurotoxicity in Cellular and R6/2 Mouse Models of Huntington’s Disease”。本文的通讯作者是来自台北中央研究院化学研究所的谢俊结副研究员和黄人则研究员。前者的研究方向是合成化学以及探针开发，后者的研究方向是针对神经退行性疾病的多肽药物开发。

亨廷顿病是一种致命的神经退行性疾病，由HTT基因中CAG重复序列扩增引起，产生具有多聚谷氨酰胺链的突变型亨廷顿蛋白（mHTT），该蛋白错误折叠形成富含β-折叠的聚集体，并导致神经元功能丧失。当前降低HTT的策略面临挑战，包括侵入性递送方式以及对野生型HTT的非选择性抑制。本文报道了一种基于靶向蛋白降解的亨廷顿病治疗策略，能够选择性结合mHTT聚集体与E3泛素连接酶cereblon（CRBN），实现聚集体选择性的靶向蛋白降解。

首先，作者针对PROTAC分子中靶向多聚谷氨酰胺链的部分进行设计，从已知结合淀粉样结构的小分子基序中进行筛选，最终选择骨架最小的源自AV-45的 (pyridylvinyl)aniline (PVA)基序作为靶向聚集体的配体。在E3泛素连接酶招募端，则采用了研究广泛的CRBN配体泊马度胺（Pomalidomide, POM）。两者之间利用不同长度的聚乙二醇链进行连接，以检测不同长度的linker对分子的水溶性、亲脂性以及配体间空间位置的影响。

作者在表达HTT(Q)109-eYFP的N2a细胞中验证了候选PROTAC分子的降解能力。结果表明，在1 μM的非细胞毒性浓度下，PROTAC 2’能够显著降低携带聚集态mHTT的细胞比例，降低不溶性HTT(Q)109-eYFP的含量，并且能够以浓度依赖的方式选择性降解HTT(Q)109-eYFP聚集体。

作者发现，分别删除PVA或POM结构域以及添加蛋白酶体抑制剂会导致降解功能的缺失，表明其的确通过蛋白酶体途径实现降解。此外，PROTAC 2’能够部分缓解突变mHTT造成的神经毒性，显著提高细胞存活率。

接下来，作者利用LC-MS/MS分析PROTAC 2’在小鼠模型中的脑部暴露情况与安全性。他们发现该分子能够穿透血脑屏障，在脑组织中维持暴露水平，并且在低剂量长期治疗下表现出可忽略的脑部、肝脏和肾脏毒性。

在R6/2小鼠模型中，PROTAC 2’的连续输注显著延缓了疾病导致的体重减轻，逆转了运动功能衰退，并带来了具有统计学意义的生存期延长。深入的组织学分析表明，PROTAC 2’不仅大幅削减了大脑皮层和纹状体内的mHTT聚集体斑块，显著减轻了标志性的脑区萎缩，还成功抑制了小胶质细胞介导的神经炎症，并部分挽救了中型多棘神经元的功能指标。

总的来说，本文报道了一种新型PROTAC分子的开发、合成与评估，该分子实现了对聚集态mHTT的选择性降解，为传统的mHTT降低策略提供了一个具有前景的替代方法。

本文作者：CJJ

责任编辑：TZS

DOI：10.1021/jacs.5c14078

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c14078