腎臟纖維化防治新策略：靶向泛素化降解Smad3

《腎臟纖維化防治新策略：靶向泛素化降解Smad3》是依託中山大學，由王欣擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：腎臟纖維化防治新策略：靶向泛素化降解Smad3
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王欣
• 依託單位：中山大學

中文摘要

Smad3是已知最重要的致纖維化信號蛋白，介導了TGF-β1和AngⅡ等多種因素致腎臟纖維化的作用。我們首次將計算機模擬篩選技術套用於靶向泛素化降解蛋白質技術，構建出能夠靶向泛素化降解Smad3蛋白的靶向蛋白嵌合型分子化合物（protein-targeting chimeric molecule，Protac），並將通過體內外研究進一步證實該Protac可以通過泛素化途徑特異地降解細胞內Smad3蛋白,抑制Smad3下游靶蛋白的表達，因此具有抗纖維化的腎保護作用。由於Protac是小分子化合物不存在異源蛋白相關問題，有轉化為抗腎臟纖維化新藥物的價值和潛能，因此具有重要的科學和社會價值。

結題摘要

Smad3是已知的腎臟纖維化過程中最重要的信號蛋白，介導了TGF-β及Ang-Ⅱ的致纖維化作用。靶向蛋白降解嵌合型小分子(Proteolysis targeting chimeric molecules, Protac) 是一種可以通過靶向泛素蛋白酶體途徑（ubiquitin proteasome system，UPS）降解靶蛋白的小分子，其由3部分構成：E3泛素連線酶識別區、連線區以及靶蛋白識別區。目前套用E3（VHL）天然配體低氧誘導因子-1α(HIF-1α)的結構已經構建出成熟的E3識別區（一種羥化的五肽結構），因此Protac構建的重點在於尋找靶蛋白識別區。我們首先通過計算機模擬的方法尋找到與靶蛋白Smad3具有高度親和力的一個小分子，並基於小分子與靶蛋白Smad3的模擬結合方式，成功構建出新的Protac。通過化學合成該Protac並通過二級質譜的方法驗證合成的Protac與設計一致。 我們進一步通過體外研究證實該Protac能夠通過泛素化途徑降解靶蛋白Smad3, 並通過腎臟纖維化細胞模型證實該Protac能夠進入腎臟成纖維細胞和系膜細胞內，濃度依賴地降解細胞內的Smad3，抑制纖維化相關Smad3下游靶蛋白的高表達。我們還通過經典的Caco2單層細胞模型進行了Protac的毒性及轉運研究，結果顯示 Protac在5倍有效濃度仍無細胞毒性，但跨膜通透性較低。由於Smad3不僅僅是腎臟纖維化的關鍵信號蛋白，還是多種其他器官和組織纖維化的關鍵信號蛋白，因此Protac有成為治療各種纖維化疾病藥物的潛能。更為重要的是我們的研究首次聯合了計算機模擬篩選的方法構建出Protac, 其作為一種通用的方法，可以用於構建針對各種蛋白的Protac，可作為一種調節蛋白水平的研究工具，具有廣闊的套用前景。