【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米技术、生物仿生、免疫学和生物医药的交叉领域，具体的说，涉及一种用于肿瘤特异性细胞膜蛋白靶向降解的lytac平台及其应用。
技术介绍
1、癌症已经成为日益常见且严重威胁人类生命和生活质量的主要疾病之一。由于老龄化人群持续增加，预计癌症的发病率会继续增长。目前治疗癌症的方法主要是手术、放疗和化疗三种。癌症的治疗方式的选择，取决于癌症的类型、位置和散布情况。化疗是利用化学药物杀死肿瘤细胞、抑制肿瘤生长的一种治疗方式，它是一种全身性治疗手段，对原发灶、转移灶和亚临床转移灶均有治疗作用。对于不能进行手术和放疗的癌症，只能借助于化疗。传统的药物研发遵从“占位驱动”模式，通过小分子或抗体拮抗剂与疾病靶点的活性位点结合来阻断或调控靶点的功能，从而控制疾病的发生发展。但是，由于肿瘤靶点的遗传畸变，往往会发展出耐药机制，导致总生存期低。此外，许多已知的癌症相关靶点，如ras、myc和一些融合转录因子等，因其庞大的蛋白-蛋白相互作用界面或缺乏合适的配体结合口袋，难以开发有效的拮抗剂药物，往往被认为是“不可成药”靶点。因此，发展新型肿瘤治疗策略迫在眉睫。
2、蛋白质靶向降解技术(targeted protein degradation,tpd)是一项特异性结合目标蛋白，利用细胞固有的蛋白质清除途径直接降解目标蛋白的新技术。利用蛋白酶体途径和溶酶体途径，科学家已经开发了多种tpd技术，包括蛋白质水解靶向嵌合体(protacs)、溶酶体靶向嵌合体(lytacs)、自噬靶向嵌合体(autacs)、自噬拴系化合物(attecs)等
技术实现思路
1、针对上述缺乏新型有效的肿瘤治疗策略的问题，本专利技术提供了一种用于肿瘤特异性细胞膜蛋白靶向降解的lytac平台及其应用，该lytac平台利用铁蛋白的肿瘤溶酶体靶向特性，能够特异性敲低肿瘤发展相关膜蛋白，从而显著抑制肿瘤的生长。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种用于肿瘤特异性细胞膜蛋白靶向降解的lytac平台，其包括亲tfr1的hfn突变体基架和偶联在其上的膜蛋白靶向结构域。蛋白间的偶联，通常可以通过非天然氨基酸(naas)的正交反应(如含叠氮基、含炔烃、含降冰片烯)，肽标签(例如被特异性抗体识别的myc和flag标签)，分裂的内含子、sortase、转谷氨酰胺酶以及spytag-spycatcher等来完成。其中spytag-spycatcher技术可以简单快速的将两个蛋白偶联起来，形成的蛋白复合物在生理条件下较为稳定，因此在本专利中优选此项方法。
3、上述lytac平台中，hfn突变体基架能够与肿瘤细胞特异性高表达的tfr1结合，靶向结构域能够与目标膜蛋白结合从而形成三元复合物，由tfr1介导其进入细胞内部溶酶体内，完成目标膜蛋白的降解。
4、铁蛋白是一个从低等生物到高等生物都广泛存在的储铁蛋白。人重链铁蛋白(hfn)是由24个单体聚合成为内径8nm，外径12nm的笼状结构，其外壳具有亲水性，可溶于水、血浆中并保持稳定。hfn能与肿瘤广谱高表达的转铁蛋白受体1(transferrin receptor1,tfr1)结合并被内化至溶酶体内，具有肿瘤溶酶体靶向性，现已经被用于肿瘤药物的靶向递送载体研究。此外，铁蛋白也是优良的多肽展示纳米载体，通过基因工程的方法，可以在铁蛋白n端或c端展示特定的多肽序列，可用于疫苗展示或赋予铁蛋白其他靶点靶向性。除此之外，hfn可在大肠杆菌里面大批量的表达，而且可以很方便利用其耐高温的特性(75℃)快速、方便的纯化。因此，可以通过将目标蛋白靶向肽展示在hfn表面，利用铁蛋白的肿瘤溶酶体靶向特性，构建lytac降解平台用于肿瘤治疗。
5、具体地，上述亲tfr1的hfn突变体基架包括24个亚基，由点突变重链亚基和点突变重链亚基中的一种，与野生型重链亚基和轻链亚基中的一种以任意比例自组装而成。在本专利技术的一个优选实施例中，铁蛋白亚基的c末端可以融合表达spytag标签和引导序列。
6、具体地，上述膜蛋白靶向结构域为抗体、纳米抗体、多肽或核酸适配体中的一种靶向分子。在本专利技术的一个优选实施例中，所述膜蛋白靶向结构域的c末端可以融合表达spycatcher标签和引导序列。
7、具体地，上述hfn突变体基架和膜蛋白靶向结构域的摩尔比为1：(1～24)。
8、本专利技术第二方面提供一种编码上述hfn突变体的核酸，包含所述核酸的重组表达载体，和包含所述重组表达载体的重组表达转化体。
9、本专利技术第三方面提供一种编码上述膜蛋白靶向结构域的核酸，包含所述核酸的重组表达载体，和包含所述重组表达载体的重组表达转化体。
10、本专利技术第四方面提供一种上述lytac平台在制备抗肿瘤药物中的应用。该lytac平台能够敲低肿瘤发展相关膜蛋白，从而显著抑制肿瘤的生长。
11、具体地，所述肿瘤为人体的恶性肿瘤和癌症，其中优选的是乳腺癌、脑胶质瘤、纤维肉瘤、结直肠癌、肺癌、卵巢癌、黑色素瘤。尤其是人体实质性肿瘤(例如，肺、卵巢癌，乳腺、肠胃、结肠、胰腺、膀胱、肾、前列腺、脑等)以及各种造血系统癌(例如，hodgkin氏疾病、非hodgkin氏淋巴癌、白血病等)。
12、本专利技术所述肿瘤特异性细胞膜蛋白靶向降解的lytac平台可以通过静脉、皮下、动脉内给药或者局部给药的方式给予患恶性肿瘤的患者。
13、通过上述技术方案，本专利技术实现了以下有益效果：
14、1、与目前基于抗体或核酸适配体的lytac分子相比，本专利技术基于铁蛋白的新型lytac平台，具有易于构建、低免疫原性、可生物降解、降低药物毒副作用等多种优势；同时，还能够实现批量生产、成本低。
15、2、本专利技术的基于铁蛋白的新型lytac平台在肿瘤性疾病中的应用，具有巨大的社会效益和经济效益，也具有良好的应用前景。
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1.一种用于肿瘤特异性细胞膜蛋白靶向降解的LYTAC平台，其特征在于，包括亲TfR1的HFn突变体基架和偶联在其上的膜蛋白靶向结构域。
2.根据权利要求1所述的LYTAC平台，其特征在于，所述亲TfR1的HFn突变体基架包括24个亚基，由点突变重链亚基和点突变重链亚基中的一种，与野生型重链亚基和轻链亚基中的一种以任意比例自组装而成。
3.根据权利要求1所述的LYTAC平台，其特征在于，所述偶联为正交反应偶联或肽标签偶联。
4.根据权利要求3所述的LYTAC平台，其特征在于，所述膜蛋白靶向结构域为抗体、纳米抗体、多肽或核酸适配体中的一种靶向分子。
5.根据权利要求1至4任一项所述的LYTAC平台，其特征在于，所述HFn突变体基架和膜蛋白靶向结构域的摩尔比为1：(1～24)。
6.编码权利要求1至5中任一项所述的HFn突变体的核酸，包含所述核酸的重组表达载体，和包含所述重组表达载体的重组表达转化体。
7.编码权利要求4所述的膜蛋白靶向结构域的核酸，包含所述核酸的重组表达载体，和包含所述重组表达载体的重组表达转化体
8.权利要求1至5中任一项所述的LYTAC平台在制备抗肿瘤药物中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述肿瘤为人体的恶性肿瘤和癌症。
...【技术特征摘要】
1.一种用于肿瘤特异性细胞膜蛋白靶向降解的lytac平台，其特征在于，包括亲tfr1的hfn突变体基架和偶联在其上的膜蛋白靶向结构域。
2.根据权利要求1所述的lytac平台，其特征在于，所述亲tfr1的hfn突变体基架包括24个亚基，由点突变重链亚基和点突变重链亚基中的一种，与野生型重链亚基和轻链亚基中的一种以任意比例自组装而成。
3.根据权利要求1所述的lytac平台，其特征在于，所述偶联为正交反应偶联或肽标签偶联。
4.根据权利要求3所述的lytac平台，其特征在于，所述膜蛋白靶向结构域为抗体、纳米抗体、多肽或核酸适配体中的一种靶向分子。...
【专利技术属性】
技术研发人员：范克龙，阎锡蕴，张帅，陈雪晖，
申请(专利权)人：中国科学院生物物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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