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Securing LYTAC with Logic-Identification System for Cancer Cell-Selective Membrane Protein Degradation
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2024-03-03 , DOI: 10.1002/smll.202310039 Yanyun Fang 1 , Yue Zhang 2 , Shiyi Bi 1 , Bo Peng 1 , Caixia Wang 1 , Huangxian Ju 1 , Ying Liu 1, 3
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2024-03-03 , DOI: 10.1002/smll.202310039 Yanyun Fang 1 , Yue Zhang 2 , Shiyi Bi 1 , Bo Peng 1 , Caixia Wang 1 , Huangxian Ju 1 , Ying Liu 1, 3
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Lysosome-targeting chimera (LYTAC) links proteins of interest (POIs) with lysosome-targeting receptors (LTRs) to achieve membrane protein degradation, which is becoming a promising therapeutic modality. However, cancer cell-selective membrane protein degradation remains a big challenge considering expressions of POIs in both cancer cells and normal cells, as well as broad tissue distribution of LTRs. Here a logic-identification system is designed, termed Logic-TAC, based on cell membrane-guided DNA calculations to secure LYTAC selectively for cancer cells. Logic-TAC is designed as a duplex DNA structure, with both POI and LTR recognition regions sealed to avoid systematic toxicity during administration. MCF-7 and MCF-10A are chosen as sample cancer cell and normal cell respectively. As input 1 for logic-identification, membrane proteins EpCAM, which is highly expressed by MCF-7 but barely by MCF-10A, reacts with Logic-TAC to expose POI recognition region. As input 2 for logic-identification, Logic-TAC binds to POI, membrane protein MUC1, to expose LTR recognition region. As output, MUC1 is connected to LTR and degraded via lysosome pathway selectively for cancer cell MCF-7 with little side effect on normal cell MCF-10A. The logic-identification system also demonstrated satisfactory in vivo therapeutic results, indicating its promising potential in precise targeted therapy.
中文翻译:
利用逻辑识别系统确保 LYTAC 的安全,以实现癌细胞选择性膜蛋白降解
溶酶体靶向嵌合体 (LYTAC) 将目标蛋白 (POI) 与溶酶体靶向受体 (LTR) 连接起来,以实现膜蛋白降解,这正在成为一种有前途的治疗方式。然而,考虑到 POIs 在癌细胞和正常细胞中的表达以及 LTR 的广泛组织分布,癌细胞选择性膜蛋白降解仍然是一个巨大的挑战。这里设计了一个逻辑识别系统,称为 Logic-TAC,基于细胞膜引导的 DNA 计算,以确保 LYTAC 选择性地识别癌细胞。 Logic-TAC 被设计为双链 DNA 结构,POI 和 LTR 识别区域均被密封,以避免给药期间的系统毒性。分别选择MCF-7和MCF-10A作为样本癌细胞和正常细胞。作为逻辑识别的输入 1,膜蛋白 EpCAM 在 MCF-7 中高度表达,但在 MCF-10A 中几乎没有表达,与 Logic-TAC 反应以暴露 POI 识别区域。作为逻辑识别的输入 2,Logic-TAC 与 POI(膜蛋白 MUC1)结合,以暴露 LTR 识别区域。作为输出,MUC1与LTR连接,并通过溶酶体途径选择性地降解癌细胞MCF-7,对正常细胞MCF-10A几乎没有副作用。该逻辑识别系统也表现出了令人满意的体内治疗效果,表明其在精准靶向治疗方面的巨大潜力。
更新日期:2024-03-03
中文翻译:
利用逻辑识别系统确保 LYTAC 的安全,以实现癌细胞选择性膜蛋白降解
溶酶体靶向嵌合体 (LYTAC) 将目标蛋白 (POI) 与溶酶体靶向受体 (LTR) 连接起来,以实现膜蛋白降解,这正在成为一种有前途的治疗方式。然而,考虑到 POIs 在癌细胞和正常细胞中的表达以及 LTR 的广泛组织分布,癌细胞选择性膜蛋白降解仍然是一个巨大的挑战。这里设计了一个逻辑识别系统,称为 Logic-TAC,基于细胞膜引导的 DNA 计算,以确保 LYTAC 选择性地识别癌细胞。 Logic-TAC 被设计为双链 DNA 结构,POI 和 LTR 识别区域均被密封,以避免给药期间的系统毒性。分别选择MCF-7和MCF-10A作为样本癌细胞和正常细胞。作为逻辑识别的输入 1,膜蛋白 EpCAM 在 MCF-7 中高度表达,但在 MCF-10A 中几乎没有表达,与 Logic-TAC 反应以暴露 POI 识别区域。作为逻辑识别的输入 2,Logic-TAC 与 POI(膜蛋白 MUC1)结合,以暴露 LTR 识别区域。作为输出,MUC1与LTR连接,并通过溶酶体途径选择性地降解癌细胞MCF-7,对正常细胞MCF-10A几乎没有副作用。该逻辑识别系统也表现出了令人满意的体内治疗效果,表明其在精准靶向治疗方面的巨大潜力。