破解靶向降解药物研发困局：如何攻克脱靶效应“隐形炸弹”？

破解靶向降解药物研发困局：如何攻克脱靶效应“隐形炸弹”？

靶向蛋白降解技术（如PROTAC和分子胶等）凭借其“精准清除致病蛋白”的革命性机制，为众多难成药靶点带来了希望，已成为全球医药研发的热点领域。众多跨国药企国内创新药公司纷纷布局。
然而，其临床转化仍面临两大核心挑战：作用机制复杂性与脱靶毒性风险，是临床转化的核心瓶颈。降解剂的活性依赖于靶蛋白-降解剂-E3连接酶三元复合物的动态形成，而E3连接酶的时空分布差异、降解剂对非靶蛋白的泛素化修饰倾向性，以及降解过程中对细胞蛋白稳态网络的全局扰动，均可能导致脱靶效应，进而引发安全性问题

脱靶效应的成因与研究方法革新

脱靶效应产生的可能原因

• 三元复合物的非特异性结合：降解剂分子可能与非靶蛋白或非目标E3连接酶发生意外结合；
• E3连接酶的交叉活性：某些E3酶（如CRBN、VHL）具有广泛的底物识别潜力，可能泛化修饰非靶蛋白；
• 降解剂分子结构特性：分子胶的小分子特性可能因结构简单而增加非特异性结合风险，而降解剂的双功能设计可能因连接链长度或弹头选择性不足导致脱靶。

传统脱靶研究的局限性

经典方法如Western blot、qPCR等仅能针对已知靶点进行验证，无法系统性发现未知脱靶蛋白；表型分析（如细胞增殖、凋亡检测）虽能反映整体效应，但难以区分直接作用靶点与间接调控网络。

蛋白质组学技术：脱靶效应研究的“全局扫描仪”

基于质谱的蛋白质组学技术通过全蛋白质组相对定量分析，可一次性捕获药物处理前后数千种蛋白的丰度变化，结合生物信息学筛选，高效识别潜在脱靶蛋白。其核心优势在于：

• 全景式分析：覆盖细胞中>80%的蛋白质表达谱，突破传统方法的“盲区”；
• 高灵敏度与定量准确性：可检测低至pg级别的蛋白差异，结合火山图（Fold Change与P值双阈值）直观锁定显著下调或上调的蛋白；
• 多组学联用验证：结合泛素化修饰组学、邻近标记技术，从机制层面解析脱靶根源。

脱靶效应研究的创新技术路径

相对定量蛋白质组学：快速定位潜在脱靶蛋白

通过对比药物处理组（如PROTAC、分子胶）与对照组（DMSO）的蛋白表达差异，利用火山图筛选显著变化的蛋白。

实验设计关键点：

1. 样本类型：细胞系、PBMC或PDX模型，需模拟真实药物作用环境；
2. 重复设置：≥3次生物学重复以确保统计显著性；
3. 动态监测：多时间点、多浓度处理揭示剂量与时间依赖性效应。

邻近标记蛋白质组学：解析靶点-E3互作网络

以TurboID为代表的邻近标记技术，可在活细胞中对降解剂作用位点周围蛋白进行生物素标记，富集并鉴定与靶蛋白或E3连接酶空间邻近的蛋白。

技术优势：

1. 动态捕获降解剂诱导的瞬时蛋白相互作用；
2. 适用于难表达或低丰度靶点的E3连接酶鉴定。

泛素化修饰组学：验证降解机制与异常修饰

通过分析药物处理后细胞泛素化修饰谱的变化，可区分靶向降解与异常泛素化事件。

爱思益普的解决方案

联合采集细胞的泛素化蛋白质组和全蛋白质组信息，可以通过信息的交叉验证，更扎实地找到降解剂脱靶蛋白。为降低药企使用泛素化蛋白质组的费用压力，爱思益普在保证高数据质量的前提下，优化实验成本，为企业客户提供高质低价泛素化蛋白质组学服务。

根据药物开发的不同阶段，爱思益普综合运用多种蛋白质组技术手段，为靶向降解药物提供：1）POI 降解能力分析、2）潜在脱靶蛋白质发现、3）毒性来源回顾性探究等蛋白质组学分析服务。

靶向蛋白降解药物的脱靶效应研究亟需从“单靶点验证”向“多维度全局分析”升级。蛋白质组学技术通过全景扫描蛋白表达与修饰网络，为降解剂的安全性评价与机制优化提供了不可替代的工具。爱思益普通过整合前沿蛋白质组学技术与定制化数据分析，助力药企突破脱靶毒性瓶颈，加速靶蛋白降解药物的临床转化进程。

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