释放靶向蛋白降解的潜力
在新兴治疗领域，靶向蛋白降解技术意外地成为颠覆性突破，将“不可成药”蛋白转化为可行的治疗干预靶点。通过劫持细胞固有的泛素-蛋白酶体系统（UPS），蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC）与分子胶等技术能够精准标记并摧毁难以捕获的致病蛋白，实现从单纯抑制到彻底清除的范式转变。那些缺乏传统结合口袋、此前无法成药的靶点，如今可被标记并拖入细胞内的“粉碎机”。
目前已有超过 40 个 PROTAC 处于临床试验阶段，首批药物有望于今年获批。2024 年全球靶向蛋白降解（TPD）市场规模为 5.444 亿美元，预计到 2030 年将增至 16 亿美元，驱动力来自其在肿瘤、神经退行性疾病、免疫、炎症及其他治疗领域的潜力。然而，尽管势头强劲，临床前开发中从初始结合验证到最终降解疗效之间仍存在关键瓶颈。溶解度差、细胞通透性有限、口服生物利用度难以实现，构成 TPD 治疗策略的重大挑战。脱靶降解或连接酶饱和等问题——它们可能损害 UPS 功能——同样是研究的焦点。
从占位驱动到事件驱动：重塑蛋白靶向策略
传统小分子药物遵循占位驱动模式，疗效取决于能否持续结合靶点活性位点，在癌症等复杂疾病中往往导致抑制不彻底与耐药。相比之下，PROTAC 等事件驱动模态的作用方式是将靶蛋白与细胞天然的降解机器相连，为其打上进入蛋白酶体的降解标记。分子胶同样属于小分子，其作用机制是调节细胞内的蛋白-蛋白相互作用：增强两者的亲和力，将其有效地“粘合”在一起，从而触发 UPS。
事件驱动的 TPD 策略优势尤为突出，因为 80-90% 的蛋白质组被传统手段视为不可成药——这些靶点包括转录因子、激素受体和支架蛋白，它们常与癌症及中枢神经系统疾病相关。
缺失的桥梁：为何全面检测是 PROTAC 成功的关键
从苗头化合物识别到候选分子确定，整个过程需要对完整级联反应进行严格研究：结合、泛素化与降解。
对 PROTAC 而言，构效关系（SAR）研究远比传统小分子抑制剂更具挑战，因为生化数据与细胞数据之间尚缺乏清晰的关联。Western blot 可评估降解效果，但从靶点结合到降解之间存在一道宽阔的“缺失桥梁”。PROTAC 的复杂性要求以稳健的检测方法串联这些数据节点。
PROTAC 开发中的常见误区，是筛选体系碎片化、覆盖不完整。研发人员往往先用表面等离子共振（SPR）或荧光偏振等占位检测确认 PROTAC 是否结合靶蛋白，随后直接跳跃到细胞或模型中的整体降解效果评价。这种做法跳过了机制验证这一基础“桥梁”：泛素化是否高效发生？PROTAC 是否具备细胞通透性？动力学特征与脱靶效应如何？缺少这些信息，假阳性便大量出现——分子可能结合成功，却无法驱动完整的 UPS 事件，最终导致降解不足或毒性。
我们的 PROTAC 评价平台涵盖我们所定义的“PROTAC 十一个关键问题”。每个问题对应 PROTAC 生物活性或特性的一个关键方面，从而逐步收敛 PROTAC 构效关系研究中的难点。
ChemPartner 的 UPS 检测平台正是为填补这一空白而设：围绕 11 个关键步骤展开，贯通通常的断层，确保降解通路的每一环节都得到考察。从第 1 步开始，我们采用高通量结合实验验证 PROTAC 与靶点的结合。随后，我们的基础桥梁由 6 个步骤构成，用于验证高效的泛素化与细胞通透性：
- （Q2）通过二元复合物形成实验确认 PROTAC 与 E3 连接酶的结合，并由化合物抑制实验获得 Kd 值与 IC50。
- （Q3）通过专用实验评估 PROTAC 参与三元复合物形成，该实验分析复合物各必要组分的结合情况。
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- （Q4）随后采用酶学实验确认靶蛋白是否被泛素化。
- （Q5）结合酶学实验与 Western Blot 分析确定泛素化效率，建立泛素化靶蛋白的比例。
- （Q6）通过酶学实验鉴定泛素链的连接类型以及靶蛋白上参与成链的特定赖氨酸残基，从而明确靶蛋白的泛素化图谱。
- （Q7）最后一个关键问题——PROTAC 是否具备细胞通透性——通过细胞摄取实验与 NanoBRET 实验确认靶点结合来回答。
检测平台的后续 3 个步骤旨在确认靶蛋白在细胞中确实被降解，其中包括考察靶蛋白降解动力学的实验。该环节采用多种方法，涵盖 Western Blot、HiBiT 实验以及基于细胞的 ELISA 与 HTRF。此外，我们通过定量蛋白质组分析建立细胞降解图谱，力求识别任何可能的脱靶降解。细胞层面的研究以多组分析收尾，包括细胞生长、细胞毒性、凋亡分析、细胞周期分析、蛋白磷酸化与报告基因实验。
最后，我们进入体内药效与药理/药代动力学研究，在动物体内验证该模态。
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这套端到端方案已被证明极具价值，例如可避免泛素化图谱考察不完整——此类疏漏会在后续阶段掩盖潜在风险。通过弥合这些断层，ChemPartner 帮助降低研发管线的风险，将潜力 PROTAC 转化为稳健的候选分子。
共创 TPD 的未来：与 ChemPartner 携手
随着 PROTAC 有望重新定义肿瘤治疗、分子胶不断拓展至中枢神经系统适应症，像 ChemPartner UPS 检测平台这样全面的临床前平台，对于把创新转化为实际影响不可或缺。我们的事件驱动检测不仅验证作用机制，还优化先导化合物以提升临床成功率，攻克传统药物无法触及的不可成药靶点。无论您是在推进肿瘤降解剂，还是探索表观遗传分子胶，ChemPartner 都愿作为坚定的合作伙伴，将靶向蛋白降解的构想转化为具有临床价值的治疗药物。
参考文献
Grand View Research. 靶向蛋白降解市场｜行业报告，2030. 获取地址：https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/targeted-protein-degradation-market-report. 访问日期：2025 年 8 月 25 日。
Zhao L, Zhao J, Zhong K, Tong A, Jia D. 靶向蛋白降解：机制、策略与应用. Signal Transduct Target Ther. 2022;7(1):113. 2022 年 4 月 4 日发表. doi:10.1038/s41392-022-00966-4
Brodermann MH, Henderson EK, Sellar RS. 靶向蛋白降解在肿瘤治疗与研究中的新兴作用. J Pathol. 2024;263(4-5):403-417. doi:10.1002/path.6301
