Cell Res | 中国科学院上海有机化学研究所刘聪揭示α-突触核蛋白淀粉样纤维直接结合LC3B并抑制

文摘   2024-10-28 00:00   浙江  


帕金森病(PD)是一种常见的神经退行性疾病,其特征是α-突触核蛋白(α-syn)聚集形成淀粉样纤维并积累在黑质中,导致多巴胺能神经元的退化。近年来,越来越多的研究表明,选择性自噬的功能失调与帕金森病的病理密切相关。自噬系统中的关键蛋白LC3B负责介导选择性自噬,它能够通过识别底物适配器p62(也称为SQSTM1)来进行标记蛋白质的清除。然而,α-syn的淀粉样纤维与LC3B的共定位提示了α-syn可能在调控选择性自噬中发挥作用。然而,具体机制仍不清楚。

2024年9月19日,中国科学院上海有机化学研究所刘聪团队发表在Cell Research上题为α-Synuclein amyloid fibril directly binds to LC3B and suppresses SQSTM1/p62-mediated selective autophagy的研究揭示了α-synuclein纤维通过直接与LC3B结合并干扰p62-LC3B相互作用,从而抑制选择性自噬,为帕金森病的治疗提供了新的潜在靶点。



文章要点


1) LC3B与α-syn的结合特异性:研究通过生物层干涉技术(BLI)和酶联免疫吸附试验(ELISA)验证了LC3B与α-syn纤维相比α-syn单体具有更强的结合亲和力。免疫电镜技术进一步证实了LC3B通过其His标签直接结合在α-syn淀粉样纤维的表面。


2) 结合界面的识别:通过核磁共振(NMR)谱,研究发现LC3B主要与α-syn的C末端(110-140位氨基酸)区域发生相互作用,且该结合过程主要依赖于静电相互作用。


3) 竞争性结合机制:研究发现,α-syn的结合位点与LC3B上的p62适配器结合位点显著重叠,说明α-syn淀粉样纤维可能通过竞争性结合抑制LC3B与p62的相互作用。这种竞争性结合会削弱选择性自噬的功能。


4) 细胞实验验证:在细胞实验中,研究通过向HeLa细胞引入α-syn淀粉样纤维,发现p62蛋白水平显著升高,而自噬通量减少。这一现象也在其他细胞系中得到验证,进一步证明了α-syn淀粉样纤维对p62介导的选择性自噬的抑制作用。

 

图 α-突触核蛋白纤维结合LC3B抑制SQSTM1/p62自噬


小结

该研究揭示了α-突触核蛋白淀粉样纤维通过与LC3B的直接结合,抑制了SQSTM1/p62介导的选择性自噬通路。这一发现为帕金森病的病理机制提供了新的见解,揭示了α-syn聚集可能通过破坏自噬系统来加剧神经退行性疾病的发展。未来,靶向α-syn与LC3B的相互作用可能成为治疗帕金森病的新策略。


参考文献

Xu Q, Wang H, Yang R, Tao Y, Wang Z, Zhang S, Sun B, Li D, Lu B, Liu C. α-Synuclein amyloid fibril directly binds to LC3B and suppresses SQSTM1/p62-mediated selective autophagy. Cell Res. 2024 Sep 19.

https://doi.org/10.1038/s41422-024-01022-2.


撰文丨Little Finger
制版丨SuSu


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