靶向蛋白降解是研究血小板蛋白功能的一种新方法

我们为什么要资助这个项目?

该奖项旨在优化人类血小板敲除技术，使用蛋白水解靶向嵌合体(PROTACs)来研究蛋白质功能，而不需要转基因动物。

血小板是止血的关键，止血是阻止和防止出血的过程，然而，如果血小板被不恰当地激活，它们也会导致血栓形成和心血管疾病。新利体育网页版为了了解与血栓形成有关的信号通路和特定蛋白质的作用，通常会通过基因组编辑从细胞中减少或去除蛋白质来中断蛋白质的功能。血小板可以很容易地从人类血液中获得，但血小板缺少细胞核，这意味着在体外基因组编辑通常用于研究其他细胞类型的技术不能被使用。因此，血小板研究严重依赖动物，特别是转基因小鼠为蛋白质功能研究提供血小板。然后在麻醉下对小鼠进行最后的放血，以分离和纯化实验所需的血小板。Ingeborg教授估计，她的团队每年要用1200只老鼠来获取血小板。

该学生将扩展使用PROTACs敲除特定血小板蛋白的试点研究。PROTACs通过蛋白酶体对蛋白质进行降解来调节蛋白质功能。在工业安置期间，学生将学习如何设计和生成PROTACs，然后优化它们在人类血小板中的使用。然后，他们将分析感兴趣的蛋白质的功能及其在相关信号通路中的影响。学生将发展酶测定、蛋白质表达和纯化以及细胞培养技术的技能。

血小板是血液中的小细胞，在止血中起着重要作用，但如果激活不当，也会导致血栓形成和心血管疾病。研究血小板如何维持正常的止血控制和/或促进血栓形成的一个并发症是，血小板缺乏细胞核，因此无法通过遗传方法降低蛋白质水平。因此，我们目前的大多数知识来自遗传小鼠模型和信号通路的药理靶向，每一种都有其与物种差异和药理非特异性相关的缺陷。

在这里，我们建议优化一种人类血小板蛋白质降解方法，使用合理设计的小分子降解物称为PROTACs(蛋白水解靶向嵌合体)，以研究参与其止血和血栓功能的信号通路。PROTACs是一种小的异双功能分子，它针对蛋白质进行泛素化，导致蛋白酶体降解。我们最近通过蛋白质组学分析发现，一种泛型酪氨酸激酶PROTAC可在数小时内导致BTK激酶的有效和特异性降解，这表明人类血小板具有降解所需的完整蛋白酶体。这些是令人兴奋的发现，因为这是首次产生人类血小板“敲除”。在本计划中，我们将扩展这些观察，设计、生成和优化针对BTK激酶的PROTACs，以便开发一种高效的技术来研究人类血小板中的信号通路。我们预计，PROTACs的使用和优化将对血小板产生革命性的影响
研究社区和显著减少使用遗传小鼠模型。

在我们自己的组，布里斯托血小板组，我们估计PROTAC方法可以潜在地取代约70%的遗传小鼠工作。目前，我们培育25个不同的菌落，平均菌落大小为30只小鼠，每个月产生4对实验小鼠，每年使用1200只小鼠。如果减少70%，每年将用PROTAC方法更换840只小鼠。考虑到全球发表的使用多重基因敲除小鼠模型的血小板论文数量(近20年约3500篇)，以及估计每篇论文平均使用至少250只小鼠(包括代和育种)，每年的小鼠数量在> 44000只之间。如果我们估计其中20%可以被人类血小板中protac介导的降解所取代，那么每年可以替换>8800只小鼠。