ZBP1 降解新工具！南开大学团队开发共价 PROTAC

近年来，Z-DNA binding protein 1 (ZBP1) 被认为是病毒感染诱导炎症和程序性细胞死亡 (尤其是坏死性凋亡) 的关键上游调控因子。然而，针对 ZBP1 的特异性抑制剂或降解策略长期缺乏，严重限制了其在抗炎和抗病毒治疗中的转化应用。

图 1. SARS-CoV-2 引发的 ZPB1 依赖性肺部炎症途径^[1]。

该研究的核心创新在于将"适配体 + 共价识别 + PROTAC"三种策略巧妙整合：

在 linker 中引入 N-acyl-N-alkyl sulfonamide (NASA) 基团，使 PROTAC 能够与 ZBP1 上的亲核氨基酸残基形成稳定共价键，显著提升结合稳定性和降解效率。

通过经典的 VHL 招募模块，将 ZBP1 精准送入泛素-蛋白酶体系统，实现选择性降解。

这种 “适配体靶向 + 共价锁定 + PROTAC 降解” 的设计，克服了传统非共价 PROTAC 易解离、效率不足的问题。

图 2 . C-PROTAC 对 ZBP1 共价识别导致 E3 连接酶降解的示意图。

C-PROTAC 中的 NASA 基团能与的 Nu (亲核基团) 反应，ZBP1 在 E3 配体和  ZBP1 之间形成共价结合。

在细胞模型中，C-PROTAC 对 ZBP1 的降解能力显著优于传统 PROTAC，其 DC?? 仅为约 25 nM。同时，ZBP1 降解伴随着 RIPK3 与 MLKL 磷酸化水平显著下降，坏死性凋亡通路被有效阻断，而对 Caspase-8 介导的正常凋亡影响极小，体现出良好的通路选择性。

在流感病毒 (H1N1) 感染模型中，C-PROTAC 能显著降低 ZBP1 水平，减少 IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-β 等多种促炎因子表达，并明显提升细胞存活率，显示出强大的抗炎保护作用。

图 3 . c-PROTAC 与传统 PROTAC 在体外对细胞存活率及抗炎效果分析。

A. 共价 PROTAC 结构与传统 PROTAC 结构 (注：VHL 配体为 (S,R,S)-AHPC)。B. 共价 PROTAC 与传统 PROTAC DC₅₀ 测试。C. CCK-8 试验显示，C-PROTAC 在病毒感染后比 PROTAC 更有效地恢复细胞活力。D. qRT-PCR 分析显示，C-PROTAC 可降低病毒感染细胞的促炎因子 (IL-18、IL-1β、IL-6、TNF-α 和 IFN-β)。

 

为提升体内稳定性和递送效率，研究团队进一步将 C-PROTAC 封装至纳米脂质体 (NLP@C-PROTAC)，并采用气管给药方式用于病毒性肺炎小鼠模型。结果显示：(1) 小鼠生存率由病毒感染组的 20% 提升至 80%；(2) 肺水肿、炎症细胞浸润显著缓解；(3) 多种促炎细胞因子显著下调；(4) 对心、肝、肾等主要脏器未观察到明显毒性。这些结果充分证明了 靶向 ZBP1 降解在体内具有良好的疗效与安全性。

图 4 . C-PROTAC 体内抗炎作用的评价。

A.实验时间表示意图，显示病毒感染和 C-PROTAC 治疗。B. 各组小鼠存活率 (n = 5)。C. 各组小鼠体重变化情况 (n = 5)。D. 各组小鼠肺干湿重比 (n = 5)。E. 肺指数测量 (n = 5)。 F. 各组小鼠肺炎症水平代表性图像。G. 肺组织炎症因子 (IL-18、IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-β) 的 qRT-PCR 分析。

该研究不仅首次实现了对 ZBP1 的高效靶向降解，作者设计了一种共价 PROTAC (C-PROTAC)，综合利用了 DNA 适配体的特异性靶向优势、NASA 的共价结合特性，以及 VHL 配体介导的 E3 泛素连接酶识别能力。该策略通过利用细胞自身的蛋白降解机制，实现了对 ZBP1 的精准而高效的降解。对于缺乏小分子配体、传统药物难以干预的蛋白靶点，该策略提供了一条全新的可行路径。

从更广阔的视角来看，该工作为病毒感染相关炎症、坏死性凋亡及免疫失衡疾病的治疗奠定了重要基础，也为下一代抗炎、抗病毒药物的开发提供了极具启发性的范式。

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