发布日期:2025-08-11 03:27 点击次数:126
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紧要险阻!复旦郁金泰教养团队在Science上揭示首个α-突触核卵白的特异神经元膜受体,为诊疗提供新靶点。
撰文:景胜杰
帕金森病是仅次于的第二大神经退行性疾病,当今大众患病东说念主数已达700万,瞻望到2040年将增至1300万,其中我国约占大众患者的一半。该病以畅通休止为主要阐发,同期伴有阐明功能着落、就寝休止、自主神经功能相配等非畅通症状,严重影响患者生计质料[1]。
当今临床上的诊疗技能,如左旋多巴等药物和脑深部刺激手术,固然不错在一定进程上改善症状,但均无法减慢疾病进展。本日凌晨,复旦大学从属华山病院郁金泰教养团队在Science(《科学》)杂志发表紧要策动效果,这项历时五年的临床和基础策动初次发现了帕金森病全新诊疗靶点FAM171A2[2],并基于该靶点发现或能减慢病程的候选药物,有望从疾病早期对帕金森病进行会诊和干扰,衔尾现存的对症诊疗技能,可杀青对帕金森病的“标本兼治”,造福百万帕金森病患者,被《科学》杂志审稿东说念主评价为“帕金森病规模圣杯性的策动责任”。
初次破解帕金森病中枢计理,发现全新诊疗靶点
多数策动标明,病感性α-突触核卵白(α-syn)的连合和传播是帕金森病发病的要津才气。在病理要求下,普通的α-syn单体发生极度折叠,酿成具有传播活性的纤维状连合体。这些病感性α-syn纤维不仅径直导致神经元功能休止和牺牲,还能像“种子”相通在神经元间传播,辅导更多脑区出现α-syn病理篡改[3]。但是,α-syn纤维是如安在神经元间传播的分子机制一直未能阐发。
郁金泰教养团队通过对超百万东说念主群的全基因组关联分析,发现FAM171A2基因的五个变异位点(rs850738、rs708383、rs708384、rs71371993和rs35941271)与帕金森病风险显赫干系(OR=1.05-1.10,P<10-5)。免疫组化策动发现FAM171A2主要抒发于中脑神经元的细胞膜,且在帕金森病患者中抒发水平显赫升高。这意味着FAM171A2可能在帕金森病的发生发展中阐述费事作用。
在大范围脑脊液生物符号物策动(517例患者/169例对照)中,FAM171A2水平与α-syn病理呈显赫负干系(β=-0.38,P=1.39×10-15)。更费事的是,通过荧光扩增检测(SAA)发现FAM171A2抒发水平与病感性α-syn种子酿成密切干系,这种干系性不受其他成分影响,请示FAM171A2可能径直参与α-syn病理经过。
图1:FAM171A2基因变异与帕金森病风险的关联性分析。A:基因组关联策动裸露FAM171A2变异与帕金森病发病风险的关联。B:东说念主类脑组织中FAM171A2卵白的免疫组化图像。C:通过平均光密度测量对(B)中FAM171A2抒发的定量分析。D:泄气性PD患者(N=30)和年齿性别匹配的神经系统普通对照者(N=30)的脑脊液FAM171A2点思路图像。E:PD患者和对照组的FAM171A2含量密度分析。F:PPMI队伍中PD患者和对照组的脑脊液FAM171A2含量。G-I:散点图裸露PD患者中FAM171A2与脑脊液总α-syn含量(G)、α-syn SAA检测阈值时分(H)和α-syn SAA 50%最大荧光时分(I)的干系性。
机制解析:FAM171A2介导α-syn纤维传播的分子基础
通过FAM171A2过抒发或敲除的动物现实,阐述了FAM171A2是介导α-syn纤维传播的要津分子。在α-syn预成型纤维(PFFs)动物模子中,FAM171A2过抒发显赫促进了磷酸化α-syn的积存,磷酸化α-syn在多脑区的传播和多巴胺能神经元的丢失,而FAM171A2敲除则阐发出显赫的神经保护作用。
图2:FAM171A2对α-syn病理酿成的调控作用。A:免疫染色图像,裸露在不同组别小鼠中,α-syn PFFs责罚3或6个月后黑质区域中p-α-syn(绿色)和TH(品红色)的抒发。B:对PFFs打针侧黑质中p-α-syn阳性面积与TH阳性面积比值的定量分析。C:不同组别小鼠在PBS或α-syn PFFs责罚3或6个月后,黑质区域TH免疫组化染色的代表性图像。D:各现实组小鼠右侧黑质TH阳性神经元的计责问幕。E:不同组别小鼠在PBS或α-syn PFFs责罚3或6个月后纹状体TH免疫组化染色的代表性图像。F:通过平均光密度测量对纹状体TH纤维密度的定量分析。G:不同组别PBS或α-syn PFFs责罚6个月后畅通功能测试暗示图。H:小鼠畅通阐发的三维散点图。I:3D散点图中各组与PBS责罚野生型组的距离的定量分析。
愚弄全内反射荧显豁微镜(TIRF)不雅察到约79%的α-syn PFFs内吞事件发生在FAM171A2阳性区域。深化策动标明,这照旧过同期依赖于网格卵白和小窝卵白介导的内吞途径,使用特异性扼制剂dynasore和MβCD均可显赫扼制α-syn PFFs的罗致。
图3:FAM171A2介导α-syn内归并调控其病理传播。A:在不同现实组原代皮层神经元经PBS或α-syn PFFs责罚后,不溶性α-syn、p-α-syn和β-actin的代表性免疫思路图像。B和C:对(A)中不溶性p-α-syn(B)和α-syn(C)含量的定量分析。D:在不同FAM171A2抒发水平的原代皮层神经元中,经α-syn PFFs责罚14天后p-α-syn(品红色)的免疫荧光图像。E:对p-α-syn荧光强度的定量分析。F:代表性图像裸露指令组别在与α-syn PFFs-488孵育3小时后的罗致情况。G:对(F)中内化α-syn PFFs数目的定量分析。H:不同组别原代皮层神经元在与α-syn PFFs或PBS孵育3小时后FAM171A2抒发和α-syn PFFs罗致量的卵白质思路。I和J:对(H)中FAM171A2抒发(I)和α-syn PFFs罗致量(J)的定量分析。L:(K)中红框所示的M2、CPu、BLA和SN区域p-α-syn病理的代表性图像。M和N:PFFs打针侧各脑区中p-α-syn阳性面积占对应切片总面积的百分比定量分析。
结构生物学分析揭示,FAM171A2通过其第一胞外结构域(aa 30-125)与α-syn C端特异性衔尾,衔尾亲和力(KD≈33nM)较单体高1000倍以上。核磁共振现实和分子模拟标明,这种高度聘任性主要基于静电相互作用,FAM171A2的带正电区域(Trp109-Ala118)与α-syn C端的带负电区域(Val118-Glu126)酿成踏实的分子复合物。
图4:FAM171A2径直与α-syn纤维相互作用。A:在转染FAM171A2-dTomato的N2a细胞中裸露α-syn PFFs(绿色)与FAM171A2(品红色)共定位的TIRF显微镜代表性图像。B:在过抒发FAM171A2-FLAG的N2a细胞中检测α-syn PFFs和FAM171A2相互作用的免疫共千里淀思路。C:使用东说念主类中脑组织检测α-syn和FAM171A2相互作用的免疫共千里淀现实。D:裸露全长或截短FAM171A2-FLAG转染的HEK293细胞中α-syn PFFs衔尾量的代表性图像。E:α-syn PFFs或单体与FAM171A2第一结构域卵白衔尾弧线的逻辑函数拟合。F:15N象征的α-syn单独(蓝色)和在存在FAM171A2第一结构域卵白1:1(绿色)或1:2(红色)摩尔比时的二维1H-15N HSQC谱图类似。G:在FAM171A2第一结构域卵白摩尔比1:2时α-syn的化学位移偏差。H:通过ELISA检测FAM171A2第一结构域卵白与不同α-syn花式的衔尾亲和力。I:α-syn100-140残基与FAM171A2第一结构域复合物的预测静电名义模子。
AI赋能,精确高效筛选未知靶点和分子药物
基于对FAM171A2-α-syn相互作用机制的深化剖析,策动团队愚弄东说念主工智能提拔的臆造筛选时期,从7000余种小分子库中发现了潜在扼制剂bemcentinib。体外实考据实其可在微摩尔浓度水平下(IC50=19.1μM)灵验扼制FAM171A2与α-syn的衔尾。核磁共振滴定现实揭示了bemcentinib的作用位点,为后续药物优化提供了费事依据。
图5:Bemcentinib阻断FAM171A2与α-syn纤维的相互作用并扼制α-syn纤维罗致。A:MTiOpenScreen预测的化合物与FAM171A2和α-syn衔尾位点的衔尾能。B:Bemcentinib的化学结构。C:Bemcentinib扼制FAM171A2第一结构域卵白与α-syn PFFs衔尾的扼制活性弧线。D:20μM 15N象征的α-syn单独(蓝色)以及在存在bemcentinib卵白1:5(绿色)或1:10(红色)摩尔比时的二维1H-15N HSQC谱图类似。E:在bemcentinib摩尔比1:5或1:10时α-syn的化学位移偏差。F:代表性免疫荧光图像裸露FAM171A2过抒发或对照N2a细胞中α-syn PFFs的罗致情况。G:(F)中α-syn PFFs罗致量的定量分析。H:代表性图像裸露经过7天vehicle或bemcentinib责罚后,黑质中TH阳性神经元对α-syn PFFs-488的罗致情况。I:各现实组中黑质α-syn PFFs-488阳性的TH阳性神经元百分比的定量分析。J:各现实组中黑质α-syn PFFs-488在TH阳性神经元中的相对平均强度定量分析。
在动物现实中,bemcentinib通过侧脑室给药可显赫减少黑质区域α-syn PFFs的积存。固然bemcentinib自己可能因血脑樊篱通透性戒指而难以径直用于临床,但这一发现阐述了靶向FAM171A2-α-syn相互作用这一诊疗计谋的可行性。当今,策动团队已恳求干系海外专利,正在开展包括小分子药物、抗体和基因诊疗在内的多种诊疗计谋的临床前策动。
小结
值得关爱的是,FAM171A2当作新发现的神经元膜受体,其功能策动尚处于起步阶段。辩论到神经退行性疾病发病机制的共性,FAM171A2可能不仅与帕金森病干系,还可能参与路易体寂寞、多系统萎缩等其他α-syn干系疾病的发病经过。这一发现不仅为帕金森病的早期干扰提供了全新计谋,更为神经退行性疾病的机制策动和药物配置迷惑了新的观点。昔时,基于FAM171A2的诊疗计谋与现存的症状诊疗技能相衔尾,有望杀青帕金森病从单纯症状贬抑到疾病进展干扰的紧要险阻。
参考文件:
[1].Bloem BR, Okun MS, Klein C. Parkinson's disease. Lancet. 2021;397(10291):2284-2303. doi:10.1016/S0140-6736(21)00218-X
[2].Wu KM, Xu QH, Liu YQ, et al. Neuronal FAM171A2 mediates α-synuclein fibril uptake and drives Parkinson's disease. Science. 2025;387(6736):892-900. doi:10.1126/science.adp3645
[3].Henderson MX, Cornblath EJ, Darwich A, et al. Spread of α-synuclein pathology through the brain connectome is modulated by selective vulnerability and predicted by network analysis. Nat Neurosci. 2019;22(8):1248-1257. doi:10.1038/s41593-019-0457-5
审核大家:复旦大学从属华山病院博士后吴凯敏
包袱剪辑:老芽菜
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