《科学进展》:帕金森病新突破!山东大学团队发现了一个调控α-Syn降解的关键因子

*仅供医学专业人士阅读参考

目前,寻找可以调控α-突触核蛋白(α-Syn)降解的方法,已经成为近年来帕金森病(PD)治疗领域的一个重要研究方向。

近期,山东大学高成江、刘冰玉团队发表了一项重要研究成果,他们不仅揭示了内吞体分选转运复合体系统(ESCRT)在α-Syn降解方面发挥的重要作用,还找到了一个PD治疗新靶点。

具体来说,研究发现,E3泛素连接酶Listerin可以促进α-syn的K27连接的多泛素化,并通过ESCRT途径,将泛素化的α-Syn引入内体进行后续降解。更重要的是,研究还发现,Listerin基因的缺失会加剧PD小鼠的疾病进展,而Listerin过表达则有效缓解了PD小鼠的疾病进展

研究发表在Science Advances上[1]。

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论文首页截图

ESCRT是一种复杂的细胞机制,主要负责蛋白质和其他细胞组分的分选、运输和降解。通常情况下,ESCRT可以捕获泛素化蛋白,随后将泛素化蛋白隔离到晚期内体的腔内囊泡中,最终与溶酶体融合以降解蛋白质。

而α-Syn降解方式又大多与泛素化有关,且受E3泛素连接酶调控。但截至目前,关于通过ESCRT途径来实现对α-Syn降解的E3泛素连接酶的研究,还很少。

为了找到可以调节α-Syn降解的E3泛素连接酶,研究人员进行了免疫共沉实验和质谱分析,最终鉴定出了一个可与α-Syn相互作用的E3泛素连接酶Listerin。

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Listerin与α-syn存在相互作用

进一步,研究人员在体外评估了Listerin对α-Syn蛋白表达的影响。结果发现,过表达Listerin不仅可以显著降低SH-SY5Y细胞(PD细胞模型)中α-Syn的蛋白水平,还可以减少α-Syn预形成原纤维(PFFs)的水平,且这一效应呈剂量依赖性。

这提示,Listerin可以调节α-Syn蛋白水平。而进一步的实验则发现,Listerin调节α-Syn蛋白水平是通过加速α-Syn降解来实现的。

接下来,研究人员还探讨了Listerin促进α-Syn降解的途径。鉴于泛素-蛋白酶体途径和溶酶体途径是调节α-Syn降解的两大途径。利用选择抑制剂,研究人员发现,α-Syn降解途径与溶酶体途径有关。

进一步,研究人员通过共聚焦显微镜观察发现,Listerin促进α-Syn降解的过程依赖于ESCRT途径(表现为敲低ESCRT复合物中的关键蛋白,如HRSSTAM1STAM2以及VPS4后,Listerin调控α-Syn的降解过程被阻断)。

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Listerin促进α-syn降解的过程依赖于ESCRT(也是溶酶体途径)

机制上,研究人员发现,Listerin主要依赖其E3连接酶活性促进了α-Syn的K27连接的多泛素化,并最终通过ESCRT途径,将泛素化的α-Syn引入内体进行后续降解。

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机制图

最后,研究人员还评估了Listerin在PD小鼠模型中的作用,通过构建Listerin缺失和过表达PD小鼠模型,研究人员发现,Listerin基因的缺失会进一步增加病理性聚集α-Syn的水平,加剧PD病理进展(小鼠表现出明显的嗅觉功能障碍和运动缺陷,酪氨酸羟化酶水平下降)。

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Listerin缺失加重PD进展

相反,过表达Listerin则能够显著改善PD小鼠的嗅觉和运动功能障碍,增加酪氨酸羟化酶表达水平,并减少病理性聚集α-Syn的水平。

总之,该研究揭示了ESCRT在α-Syn降解方面发挥的重要作用,并指出Listerin可以促进α-Syn的K27连接的多泛素化,并通过ESCRT途径实现了对α-Syn降解,且Listerin的过表达可以有效缓解PD相关的嗅觉和运动功能障碍。这些结果不仅证实了Listerin有成为PD等神经退行性疾病治疗靶点的潜力,也为PD的治疗提供了新的方向。

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参考文献:

[1]Qin F,Cao R,Cui W,et al.Listerin promotesα-synuclein degradation to alleviate Parkinson’s disease through the ESCRT pathway.Sci Adv.2025;11(7):eadp3672.doi:10.1126/sciadv.adp3672

本文作者丨张金旭

文章来源:奇点神思

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