综述：外泌体介导的PROTACs递送用于癌症、神经退行性疾病、感染性疾病和炎症性疾病中的靶向蛋白质降解

　　蛋白酶体靶向嵌合体（PROTACs）是异双功能分子，能够劫持泛素-蛋白酶体系统（UPS）以驱动疾病相关蛋白的催化性、亚化学计量降解，相比占有率驱动的抑制剂具有机制优势，并能触及“不可成药”靶点。然而，其临床转化受到高分子量、低溶解度、低口服生物利用度、低效膜通

　　蛋白酶体靶向嵌合体（PROTACs）是异双功能分子，能够劫持泛素-蛋白酶体系统（UPS）以驱动疾病相关蛋白的催化性、亚化学计量降解，相比占有率驱动的抑制剂具有机制优势，并能触及“不可成药”靶点。然而，其临床转化受到高分子量、低溶解度、低口服生物利用度、低效膜通透性、非特异性生物分布、脱靶降解以及浓度依赖性“钩状效应”（hook effect）的制约。外泌体（exosomes）是纳米级细胞外囊泡，具有天然生物相容性、低免疫原性、长循环能力以及穿透血脑屏障（BBB）等屏障的能力，提供了一个生物学整合平台以克服这些限制。本综述追溯了PROTAC技术的发展历程，阐述了传统递送的挑战，并评估了外泌体包封的合理性，包括货物保护、细胞内运输、内体逃逸和释放动力学。研究人员考察了天然和工程化外泌体，涵盖来源选择、主动载药策略以及用于组织特异性归巢的表面功能化，并综合了其在病毒感染、癌症、神经退行性疾病和炎症性疾病中的治疗应用。概念验证研究，如骆驼奶来源外泌体递送靶向BRD4的PROTAC ARV-825，展示了增强的通透性、更低的IC

　　值以及改善的口服生物利用度。最后，研究人员讨论了临床转化的关键障碍：可规模化生产、纯化和标准化，并概述了外泌体介导的靶向蛋白质降解的未来方向。

　　靶向蛋白质降解已成为现代药物发现中的变革性策略，为传统小分子抑制提供了强大替代方案。其中，PROTACs（蛋白酶体靶向嵌合体）是一类异双功能分子，通过泛素-蛋白酶体系统（UPS）诱导疾病相关蛋白的选择性降解。与依赖持续靶点占有率来抑制蛋白功能的传统抑制剂不同，PROTACs通过消除靶蛋白本身催化性地发挥作用，从而在较低剂量下实现持久的药理效应。PROTAC技术于2001年首次提出，早期设计使用肽类配体，受限于低细胞通透性和代谢不稳定性。随后发展出全小分子PROTACs，整合了针对MDM2、凋亡蛋白抑制因子（IAPs）、von Hippel–Lindau（VHL）和cereblon（CRBN）等E3连接酶的配体，显著改善了药物特性。结构上，PROTACs由三部分组成：靶蛋白（POI）结合配体、E3连接酶招募配体以及连接两者的连接子。结合后，PROTACs促进POI与E3连接酶形成三元复合物，导致靶蛋白泛素化，进而被26S蛋白酶体识别并选择性降解。由于PROTACs在靶蛋白降解后被释放，单个分子可触发多轮蛋白消除，体现了其催化效率。PROTACs的优势包括：可靶向传统认为“不可成药”的非酶促和支架蛋白、降低因靶点过表达或突变引起的耐药性、以及即使在化合物清除后仍能维持生物学效应。此外，PROTAC介导的降解消除了靶蛋白的所有功能，包括非催化作用，这是单纯活性位点抑制无法实现的。这些特性推动了PROTACs在癌症、病毒感染、炎症性疾病和神经退行性疾病中的广泛应用。

　　PROTACs的临床进展因递送相关挑战而显著放缓。其理化特性方面，PROTACs分子量高（常超过800–1000 Da）、极性表面积大，导致水溶性差、口服生物利用度低。许多PROTACs需要静脉给药，且易被肝酶代谢降解，缩短血浆半衰期。细胞摄取效率低下是另一主要难题，由于分子大、极性强，PROTACs难以通过被动扩散跨膜，导致细胞内浓度不足。在实体瘤、纤维化或炎症组织中，致密的细胞外基质和异常血管进一步阻碍药物渗透。PROTACs依赖UPS还引入脱靶蛋白降解的安全隐患，系统性给药可导致健康组织中蛋白的意外降解，尤其当靶蛋白在多种组织中执行关键功能时，可能破坏细胞稳态并引起细胞毒性。此外，传统PROTAC递送缺乏组织和细胞类型特异性，系统性给药后广泛分布，常累积于肝脏和肾脏，减少药物到达病灶部位的比例。在神经系统疾病中，BBB限制大分子进入；在炎症性疾病中，局部递送对最小化系统性免疫抑制至关重要。药效学复杂性方面，PROTACs存在“钩状效应”（hook effect）：在过高浓度下，过量PROTAC分子独立饱和靶蛋白或E3连接酶的结合位点，促进非功能性二元复合物形成，反而降低降解效率。这要求对药物暴露进行精确控制，传统递送方法难以实现持续和受控释放。此外，传统PROTACs主要作用于细胞内蛋白，对细胞外蛋白和膜结合蛋白无效，限制了可降解蛋白质组的范围。PROTAC的设计和制造也间接加剧了递送问题，包括配体识别、连接子优化以及多步化学合成造成的低产率和高成本。

　　聚合物纳米颗粒、脂质体、树状聚合物、无机纳米颗粒、抗体-药物偶联物和前药系统已被研究用于克服PROTACs的药代动力学和细胞内递送限制。然而，合成纳米载体存在单核吞噬细胞系统（MPS）快速摄取、免疫原性、穿透生物屏障困难、制剂稳定性差和脱靶毒性等问题。外泌体作为天然生物纳米载体，具有固有生物相容性、可忽略的免疫原性、生物膜构成和细胞间通讯能力，因此成为PROTAC递送的潜在平台。外泌体是直径34–150 nm的纳米级细胞外囊泡，由几乎所有细胞类型分泌，通过转运蛋白质、脂质和核酸在细胞间通讯中发挥关键作用。其内源性来源赋予其低免疫原性、低毒性和高生物相容性等优势。外泌体在生物体液中具有固有稳定性，可保护包封的货物免受酶降解，这对PROTACs这类结构复杂分子尤其重要。外泌体能够提高药物稳定性和生物利用度，其脂质双层环境可保护PROTACs免于过早代谢分解，延长循环时间。牛奶来源外泌体（包括牛和骆驼奶外泌体）在胃肠道中表现出显著稳定性，可促进口服递送。外泌体通过膜融合、内吞或受体介导的摄取与受体细胞相互作用，实现高效细胞内递送，从而增强PROTACs的细胞内浓度，提高靶点结合和降解效率。外泌体可被工程化以展示特定表面配体或膜蛋白，促进选择性归巢至靶组织或细胞类型，减少脱靶毒性。外泌体能够穿越生理屏障，如血脑屏障（BBB），适用于中枢神经系统（CNS）疾病治疗。

　　**3.1 外泌体递送PROTACs的细胞内运输、内体逃逸和释放动力学**

　　外泌体被细胞摄取（通过网格蛋白介导的内吞、小窝蛋白依赖性内化、巨胞饮或直接膜融合）后进入早期内体区室。内体限制和随后溶酶体降解是细胞内药物递送的主要障碍。PROTACs仅在细胞质中发挥功能，需从内体释放以与胞质UPS相互作用，形成三元复合物并泛素化降解靶蛋白。外泌体从内体区室释放的机制包括pH依赖性膜失稳、脂质融合介导的释放、质子海绵效应、融合肽的掺入以及工程化膜蛋白的插入。这些事件促进内体膜破裂和加载PROTAC的胞质释放，从而提高细胞内生物利用度和降解活性。PROTAC的细胞内释放速率影响药效学，控制释放可维持最佳细胞内浓度，避免钩状效应。外泌体的脂质双层结构作为生物友好储库，实现PROTAC的逐渐释放，同时保护其免受酶快速降解。近期研究提供了外泌体介导PROTAC递送可行性的强有力实验证据，例如使用骆驼奶来源外泌体（CMEs）递送靶向BRD4的PROTAC ARV-825，显示出高包封率（42.75%）、纳米级粒径（136.8 nm）和有利的ζ电位（?32.75 mV），实现了3.2倍的通透性增加、降低的IC50值以及五倍的口服生物利用度提升。工程化外泌体进一步增强了这一递送方法的合理性，包括使用明确细胞系提高批次一致性、通过电穿孔和微流控系统等主动加载策略实现高效负载，以及通过表面修饰实现主动靶向。

　　天然外泌体存在异质性、可变货物组成和有限加载效率等问题，需进一步修饰以满足治疗要求。工程化外泌体通过增强对货物加载、靶向特异性、可重复性和可扩展性的控制，成为外泌体递送系统的先进演进。使用稳定细胞系生产工程化外泌体可显著改善均一性和批次一致性，有利于下游制造和法规遵从。主动加载策略包括电穿孔、超声处理、挤出、冻融循环和微流控技术，其中电穿孔因其能瞬时透化外泌体膜而广泛采用。微流控液滴基电穿孔系统通过在连续流动、低电压条件下加载，保留外泌体结构并实现高包封效率。表面工程通过遗传或化学修饰，在外泌体表面展示靶向配体、抗体或肽，促进选择性结合癌细胞、感染细胞或炎症组织，减少非特异性分布和脱靶降解。工程化外泌体具有多功能性，可加载siRNA、miRNA、mRNA、环状RNA、CRISPR/Cas9组分和治疗性蛋白，为PROTACs与核酸治疗药物的联合递送提供了可能。外泌体来源的选择至关重要，牛奶来源外泌体（如骆驼奶来源外泌体CMEs）因其可扩展性、稳定性和口服生物利用度而备受关注。泪液来源外泌体是另一种创新和非侵入性来源，其天然与眼部和神经组织的相容性使其适用于递送靶向病毒感染、眼病和神经退行性疾病的PROTACs。尽管工程化外泌体前景广阔，但大规模生产高纯度、质量一致的外泌体仍具技术挑战，分离纯化方法（如超速离心、尺寸排阻色谱、免疫亲和捕获）在效率和可扩展性上各异，且需维持外泌体完整性。

　　RNA病毒如SARS-CoV、MERS-CoV、流感病毒、埃博拉病毒和HIV依赖有限病毒蛋白和宿主辅因子进行复制和免疫逃逸，适合降解策略。PROTKaiyun中国网页登录入口ACs可实现催化性、亚化学计量消除靶蛋白，在病毒耐药性方面具有优势。例如，针对埃博拉病毒VP24蛋白的PROTACs可恢复JAK-STAT信号通路；针对SARS-CoV-2主蛋白酶（Mpro）的PROTACs可驱动蛋白酶体降解，即使对抑制剂亲和力降低的变异株也可能有效。宿主因子如ACE2、TMPRSS2也是潜在靶点，但降解宿主蛋白需考虑安全性，外泌体递送可实现局部或细胞类型限制性递送，减少健康组织中的蛋白丢失。

　　外泌体可从允许性或疾病相关细胞类型（如气道上皮细胞、巨噬细胞或CD4+T细胞）工程化，增强向感染组织区的归巢。其脂质双层结构保护不稳定的PROTACs免受血浆水解和肝脏首过代谢。外泌体通过天然配体（如整合素、磷脂酰丝氨酸和四跨膜蛋白）介导的内吞或膜融合被高效内化，实现比未包封PROTACs更高的细胞内药物浓度。外泌体可共加载免疫调节货物，如STING激动剂或干扰素模拟RNA，同时消耗病毒蛋白并恢复受抑制的抗病毒信号。在慢性HIV感染中，泪液来源外泌体等非侵入性生物流体外泌体可作为载体递送靶向病毒癌蛋白的PROTACs，具有低免疫原性和穿透黏膜屏障的能力，适用于免疫缺陷患者。

　　癌症是PROTACs最先进的应用领域，已有ARV-110和ARV-471等进入临床试验。外泌体递送系统通过增强肿瘤积累和减少系统性毒性来提高治疗指数。外泌体可利用被动靶向（增强渗透与滞留效应）和主动靶向（肿瘤趋向性整合素、黏附分子和趋化因子受体）。概念验证中，骆驼奶来源外泌体（CMEs）递送靶向BRD4的PROTAC ARV-825，显示出显著改善的药代动力学和药效学特性，包括高包封率、纳米级粒径和负ζ电位，体外通透性增强且IC50值降低，体内口服给药后系统暴露和生物利用度显著提高，将传统需要胃肠外给药的PROTAC转化为口服可行治疗。在三阴性乳腺癌（TNBC）中，微流控液滴基电穿孔（μDES）平台用于加载靶向HDAC的PROTAC YX968至细胞外囊泡，实现了更高加载效率和囊泡完整性。在TNBC细胞模型中，EV递送的YX968在游离PROTAC几乎无效的剂量下诱导了HDAC3和HDAC8的快速持续降解；在异种移植模型中，EV包封的YX968比等效剂量游离药物产生更强的靶点消除和肿瘤生长抑制。

　　神经退行性疾病如阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）等因错误折叠蛋白（如β-淀粉样蛋白、过度磷酸化tau、α-突触核蛋白和TDP-43）的积累驱动神经元功能丧失。这些疾病适合靶向蛋白降解策略，但向CNS有效递送受限于BBB和主动外排转运蛋白。

　　外泌体具有穿越BBB的内在能力，通过受体介导的转胞吞作用与内皮细胞、小胶质细胞和神经元相互作用。在AD模型中，工程化外泌体携带神经元特异性或肽基靶向基序，减少β-淀粉样蛋白沉积、降低tau磷酸化、抑制小胶质细胞激活并改善记忆。在PD模型中，外泌体递送靶向α-突触核蛋白的siRNA或小分子，减少α-突触核蛋白聚集、保护多巴胺能神经元并改善运动功能。尽管外泌体介导的PROTAC递送在神经退行性疾病中仍主要处于概念阶段，其机制匹配性很强，且外泌体高效递送货物进入神经元和胶质细胞的能力可克服CNS靶向PROTACs的主要限制。

　　PROTAC设计开始关注CNS相关靶点，如tau异构体及其磷酸化调节酶（CDK5、GSK3β、PP2A调节因子）、α-突触核蛋白本身、参与路易体形成的伴侣和泛素连接酶、以及淀粉样蛋白生成酶（BACE1、γ-分泌酶组分）。MSC来源外泌体正在神经炎症和卒中中进行临床研究，早期报告显示良好的安全性和耐受性，提示外泌体-PROTAC构建物在CNS环境中可能具有可行的免疫学和毒理学特征。

　　慢性炎症和自身免疫性疾病如炎症性肠病（IBD）、银屑病、类风湿性关节炎等由持续激活的细胞因子网络、转录因子（NF-κB、STATs）和上游激酶驱动。系统性抑制或降解炎症介质常导致剂量限制性毒性和免疫抑制，需局部或组织限制性递送策略。

　　植物和哺乳动物来源外泌体加载姜黄素或地塞米松等化合物，在胃肠道中稳定性增强，炎症黏膜部位局部药物浓度增加，更有效地抑制促炎细胞因子（TNF-α、IL-6、IL-1β）。姜黄素负载的姜来源外泌体正在IBD患者中进行临床试验。STAT3靶向PROTACs已成功通过选择性降解STAT3消除病理性炎症信号通路，降低下游促炎细胞因子表达和免疫激活。IRAK4和BRD4的PROTACs也通过抑制NF-κB信号通路和细胞因子生成显示出抗炎活性。

　　免疫细胞（树突状细胞、T细胞、MSCs）来源外泌体具有内在免疫调节作用，影响细胞因子谱、促进调节性T细胞分化、抑制致病性Th1和Th17反应、增强上皮屏障完整性和黏膜愈合。工程化免疫细胞外泌体携带靶向JAK激酶、STAT3、NF-κB亚基或NLRP3炎症小体组分的PROTACs，可实现局部、蛋白酶体依赖性炎症信号抑制。

　　外泌体加载小分子JAK抑制剂（如托法替尼）相比传统制剂显示出更强的真皮和表皮层穿透力，在动物模型中实现更强的局部角质形成细胞因子抑制和致病性T细胞活化减少。MSC来源外泌体贡献内在免疫调节和组织修复功能。将这些递送平台应用于靶向JAKs、STAT3或NF-κB的皮肤PROTACs，可实现银屑病斑块内的局部、高度靶向性蛋白降解，减少系统性治疗需求。

　　外泌体生产方面，缺乏可规模化、标准化的制造工艺，产量、组成和功能特性高度依赖于源细胞类型、培养条件和分离方法。传统分离技术（超速离心、聚合物沉淀、尺寸排阻色谱）在纯度、回收率和可重复性上差异大。需发展符合良好生产规范（GMP）的稳健生物处理流程。PROTACs的加载效率和方法学（被动孵育、电穿孔、超声、微流控）在加载效率、囊泡完整性和可扩展性之间存在权衡。需标准化分析方法用于测量完整PROTAC含量、降解产物和递送后功能活性。外泌体系统性给药后的生物分布不完全清楚，许多外泌体累积于肝脏、脾脏和肺，可能降低递送效率并增加脱靶蛋白降解风险。表面工程策略（配体展示或遗传修饰）提供了解决方案但增加了复杂性。安全性方面，需进行慢性暴露、免疫调节和对内源性蛋白质稳态网络影响的长期研究。监管方面，外泌体-PROTAC系统结合了生物制品、药物递送系统和小分子治疗药物的特性，缺乏统一的监管框架。未来方向包括：外泌体工程的进步（货物加载和表面功能化的改进）、PROTAC化学的发展（新E3连接酶配体和连接子优化）、生物标志物驱动的患者分层和实时监测靶点降解，以及联合治疗策略（与免疫疗法、化疗或核酸载荷结合）。

　　PROTAC概念开始探索于农业领域，用于选择性降解植物或害虫蛋白，提供传统农用化学品的可持续替代方案。植物导向PROTACs靶向与除草剂和杀虫剂抗性相关的酶（如细胞色素P450s、谷胱甘肽S-转移酶），通过降解这些抗性因子使杂草或害虫对现有处理重新敏感。外泌体样囊泡或植物来源细胞外囊泡可工程化用于叶面或土壤递送，实现植物组织内的靶向蛋白降解，同时减少广谱化学喷雾的环境累积。该领域仍处于早期概念阶段，但凸显了PROTAC设计的模块化和囊泡介导递送系统的多功能性。