新型技术实现活鼠体内关键蛋白快速降解

近日，约翰霍普金斯大学医学院的研究团队在《Science Advances》杂志上发表了一项重要研究成果。他们利用优化的第二代生长素诱导降解（AID2）系统，首次实现了在活鼠体内对关键中心体蛋白 CEP192 的快速且持续的降解，为研究体内关键蛋白的功能开辟了新途径。

在生物学研究中，探究活体动物体内动态过程所需的关键基因功能颇具挑战。传统的基因敲除和敲低技术存在不可逆和蛋白质消耗动力学缓慢等缺陷，而化学诱导降解方法如 PROTACs 和 dTAG 系统也各有局限。AID 系统虽在体外细胞研究中展现出强大潜力，但第一代 AID 系统使用的生长素（IAA）对小鼠具有毒性，限制了其在体内研究的应用。

研究团队此次聚焦于中心体蛋白 CEP192，该蛋白对细胞分裂和中心体功能至关重要，但此前在小鼠体内研究其功能存在诸多困难。研究人员首先构建了 CEP192 - mAID - mNeonGreen 和条件性 OsTir1 - F74G 小鼠模型。实验发现，第一代 AID 系统使用的 IAA 在诱导蛋白降解的剂量下会导致小鼠出现痉挛和麻痹，而 AID2 系统使用的生长素衍生物 5 - 苯基 - 吲哚 - 3 - 乙酸（5 - Ph - IAA）则表现出良好的耐受性。

进一步实验表明，5 - Ph - IAA 能在体内高效驱动 CEP192 的降解。给予小鼠 5 - Ph - IAA 后，不到 1 小时就能使多种组织中的 CEP192 近乎完全降解，且这种降解效果在 24 小时内持续存在，72 小时后部分组织中的 CEP192 开始恢复。此外，研究还发现，AID2 系统适用于长期重复给药实验，连续 14 天给予小鼠 5 - Ph - IAA 并未对其健康产生明显不良影响。

在探究 CEP192 功能方面，研究人员发现，虽然 CEP192 的缺失不影响中心粒的复制，但会显著减少 γ - 微管蛋白向中心体的募集，进而损害有丝分裂纺锤体的组装。在小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）中，缺乏 CEP192 会导致细胞在有丝分裂时形成单极纺锤体，无法正常分裂。同时，研究还证实 CEP192 对初级纤毛和运动纤毛的形成及维持并非必需。

长期耗尽 CEP192 会对小鼠产生显著影响。连续 8 天给予 5 - Ph - IAA 后，小鼠体重明显下降，肠道隐窝处出现大量细胞死亡，脾脏也因细胞死亡而变小。这些结果表明，CEP192 在维持增殖组织的正常功能中起着不可或缺的作用。

该研究不仅证明了 AID2 系统在活鼠体内进行急性和长期靶向蛋白质降解的有效性，还深入揭示了 CEP192 在小鼠体内的关键功能。AID2 系统的成功应用为研究其他关键蛋白的功能提供了有力工具，有望推动发育生物学、肿瘤学等多个领域的研究进展，为相关疾病的治疗和干预提供新的理论依据和潜在靶点。