基于BCL-XL/CRBN PROTAC试剂盒开发的新型BCL-XL降解剂增强BCL-2抑制功能的研究

摘要

细胞凋亡逃避是癌症的重要标志之一，其机制常涉及促凋亡与抗凋亡蛋白（如BCL-2家族蛋白）的比例失衡。抗凋亡蛋白BCL-XL、BCL-2及MCL-1的上调，可促进肿瘤发生、进展及治疗耐药。尽管已有小分子抑制剂（如ABT-263）被开发用于靶向这些蛋白，但因其对血小板的高毒性限制了临床应用。为克服此局限，本研究基于BCL-XL/CRBN PROTAC试剂盒设计并合成了一系列新型蛋白降解靶向嵌合体（PROTAC），重点评估其降解BCL-XL并增强BCL-2抑制的能力。

一、PROTAC分子的设计与合成

以ABT-263为基础结构，通过引入不同长度的连接链，合成了包括pp1--pp8及一对对映体PZ703a/PZ703b在内的新型PROTAC分子。这些分子旨在通过募集CRBN E3泛素连接酶，实现BCL-XL的选择性降解。初步研究聚焦于pp5、PZ703a与PZ703b，并与已知降解剂DT2216及抑制剂ABT-263进行比较。

二、细胞毒性及蛋白降解能力评估

在MOLT-4和RS4;11细胞系中，PZ703b表现出比对映体PZ703a及非对映混合物pp5更强的细胞毒性（约增强2倍）。Western blotting分析显示，PZ703b可有效诱导BCL-XL降解，而对血小板中BCL-XL水平无显著影响，表明其相较于ABT-263具有更高的肿瘤细胞选择性（选择性提升约100倍）。

三、降解机制验证

PZ703b在MOLT-4细胞中能快速、持续地诱导BCL-XL降解，该过程依赖于VHL及蛋白酶体途径。蛋白酶体抑制剂MG-132或VHL配体VHL-032均可阻断PZ703b介导的降解作用，证实其PROTAC功能特性。此外，PZ703b可激活caspase-3依赖性细胞凋亡，该效应可被泛caspase抑制剂QVD所抑制。

四、三元复合物形成分析

通过AlphaLISA与NanoBRET实验，评估了DT2216、PZ703a及PZ703b与BCL-XL、BCL-2及VCB（VHL--ElonginB--ElonginC复合物）形成三元复合物的能力。结果显示，PZ703b在体外及活细胞中均能高效促进{BCL-2:PROTAC:VCB}三元复合物的组装，而DT2216在细胞中此功能较弱（图4）。竞争实验进一步表明，PZ703b可显著抑制BCL-2与Bim之间的相互作用，且该效应可被VHL-032阻断，提示其通过稳定三元复合物增强了对BCL-2的抑制活性。

五、结论

本研究基于BCL-XL/CRBN PROTAC策略，成功开发出新型降解剂PZ703b。该分子不仅能高效降解BCL-XL，还可通过促进{BCL-2:PROTAC:VCB}三元复合物的形成，增强对BCL-2的抑制功能，同时在血小板中表现出较低毒性，为靶向BCL-2家族蛋白的抗肿瘤药物开发提供了新思路。

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