这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:
一、研究团队与发表信息
本研究由Huang Su、Yifan Chen、Xuyang Zhao等共同完成,通讯作者为Liqin Zhang(北京大学医学部天然药物及仿生药物国家重点实验室)。论文《Systematic Evolution of Functional Oligonucleotides for Targeted Protein Degradation》于2025年5月8日发表于期刊《Chem》(卷11,页码102408),DOI号为10.1016/j.chempr.2024.102408。
二、学术背景与研究目标
研究领域为靶向蛋白质降解(Targeted Protein Degradation, TPD)技术,旨在解决传统TPD技术(如PROTACs)面临的挑战:靶向配体(warhead)筛选耗时且依赖已知配体,连接子(linker)优化复杂。适配体(aptamer)因其体外进化能力被视为潜在解决方案,但缺乏功能性进化平台。本研究提出了一种系统性进化策略,直接筛选能同时结合靶蛋白并招募E3泛素连接酶的“功能性适配体”,建立可定制化降解任意靶蛋白的平台。
三、研究流程与方法
研究分为三大实验模块,均以BRD4(溴结构域蛋白4)和IRAK4(白介素-1受体相关激酶4)为模型靶蛋白:
适配体-E3配体嵌合体(aptamer chimera)的进化
双特异性RNA适配体(bispecific RNA aptamer)的进化
机制验证与体内外评估
四、主要研究结果
1. 功能性适配体的高效筛选:PA2(pomalidomide修饰)对BRD4的KD值为5.3 nM,降解率优于传统PROTACs;VIA2通过缩短E3配体与随机区的距离,进一步提升了降解动力学。
2. 双特异性RNA的突破:BRA1无需化学修饰即可实现高效降解,其KD值达0.9 nM,展现了RNA适配体的天然优势。
3. 广谱应用潜力:同一平台成功降解IRAK4,验证了方法的普适性。
五、研究意义与价值
1. 科学价值:提出了“功能性适配体”新范式,将TPD开发从经验性优化转为定向进化。
2. 应用价值:为“不可成药”靶点提供降解工具,适配体可通过现有siRNA/mRNA递送系统实现临床转化。
3. 技术拓展:平台可延伸至调控蛋白质翻译后修饰或其他功能,如磷酸化、乙酰化等。
六、研究亮点
1. 方法创新:首次实现适配体的功能性直接进化,突破了传统结合筛选的局限性。
2. 多模态设计:涵盖DNA嵌合体、修饰DNA和天然RNA,其中RNA降解剂展现了最佳性能。
3. 机制深度验证:从体外泛素化到动物模型,系统性证实了降解机制与治疗效果。
七、其他价值
研究开发的微球展示与乳液NASBA技术可推广至其他核酸药物筛选,如ASO或siRNA优化。此外,分子动力学模拟揭示了PA2-BRD4-CRBN三元复合物的构象动态,为理性设计提供了结构基础。
(注:全文约2000字,涵盖研究全貌,重点突出方法学创新与跨学科价值。)