[发明专利]一种纳米蛋白降解工具、应用及其制备方法

说明书

本发明提供一种纳米蛋白降解工具、应用及其制备方法。其中，所述纳米蛋白降解工具包括：第一降解工具、第二降解工具和第三降解工具中的一种或多种组合；其中，第一降解工具由POI识别基团与连接臂连接构成；第二降解工具由POI识别基团与纳米颗粒连接构成；第三降解工具由POI识别基团通过连接臂与纳米颗粒连接构成。本发明实现了基于纳米粒子的TPD‑NP的组装，使得构建蛋白降解工具的合成难度极大降低，通过“即插即用”模式，实现海量与靶蛋白具有结合力的化合物、多肽、抗体、核酸适配体能够升级成为蛋白降解类药物，进而进行转化医学/精准医学的疗法开发。TPD‑NP的发明和其机制的探索，大大扩展了目前TPD工具的范围，并为TPD和纳米递送领域提供了基础知识，并且原则上可以在体内降解多种人类疾病相关的细胞外/膜相关/细胞内蛋白。

技术领域

本发明属于靶向药物技术领域，尤其涉及一种纳米蛋白降解工具、应用及其制备方法。

背景技术

靶向蛋白降解工具(TPD，targeted protein degradation)是特异性地将感兴趣的蛋白质(POI，Protein of interest)劫持到细胞内蛋白质回收站，以实现靶向蛋白质降解。TPD已成为生物医学研究和制药行业的强大工具。

与传统的酶抑制/拮抗小分子药物相比，蛋白水解靶向嵌合体(PROTAC)作为最具代表性的第一代TPD的代表成员，能够靶向降解传统难以成药的靶点，但是靶点仅限胞内蛋白。胞外蛋白和膜蛋白在疾病发生发展中扮演重要角色，基因编码的总蛋白中约40％是非胞内蛋白。为了将降解目标蛋白的范围扩大到细胞质之外，前期有研究团队开发了靶向溶酶体的嵌合体(LYTAC)，通过阳离子磷酸寡甘露糖尾连接抗体/多肽，借助甘露糖-6-磷酸受体发挥内吞进入溶酶体降解。随后，该团队利用肝细胞富含去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)的特性，将LYTAC磷酸甘露糖更换为三半乳糖结构，进而升级为肝脏特异性LYTAC，LYTAC方法虽然具有应用潜力，但合成方法复杂。LYTAC是受体依赖的，需要在LYTAC结构上特殊设计，帮助蛋白复合物进入细胞，同时针对不同的细胞靶向，需要将尾巴进行更换，因此在设计和合成方面工作繁琐而困难。

目前公认的TPD工具的成功开发，需要设计①合适的靶蛋白识别基团②劫持蛋白进入细胞和胞内运输的受体-配体匹配对，③启动适当的蛋白质降解机制，④从成药角度需要针对细胞类型特异性设计靶向能力和生物屏障穿透能力。然而，包括PROTAC、LYTAC等类似的主流TPD工具，在针对任何新POI开发工具时，都需要费力的个案设计，其中不乏需要从头合成化合物并大量筛选的过程，才能用于不同的疾病和细胞类型。

综上，现有的靶向蛋白降解工具存在设计和合成方法复杂、需要针对每一个案疾病和细胞类型独立设计，灵活性差，不便于改造，不便于体内靶向递送，不具有血脑屏障等生物屏障穿越能力的缺陷，为针对患者的靶向治疗方式带来了巨大的不便。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种纳米蛋白降解工具，包括：第一降解工具、第二降解工具和第三降解工具中的一种或多种组合；

其中，所述第一降解工具由POI识别基团与连接臂连接构成；所述第二降解工具由所述POI识别基团与纳米颗粒连接构成；所述第三降解工具由所述POI识别基团通过所述连接臂与所述纳米颗粒连接构成；

所述POI识别基团包括能与POI特异性结合的抗体、蛋白、多肽、核酸适配体或小分子。

优选地，所述第一降解工具中，所述POI识别基团与所述连接臂构成一组连接单元；所述第一降解工具是由多组以所述连接臂设于核心处，以与所述连接臂连接的所述POI识别基团设于外围的所述连接单元组成的具有多层结构的所述纳米蛋白降解工具；

所述第二降解工具是由所述纳米颗粒设于核心处，并且以与所述纳米颗粒连接的多个所述POI识别基团设于外围的连接单元组成的具有多层结构的所述纳米蛋白降解工具；