α-突触核蛋白突变通过ACLY抑制恢复自噬的研究
学术背景
帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）是第二常见的神经退行性疾病，主要特征包括运动功能障碍、多巴胺能神经元的丧失以及α-突触核蛋白（α-synuclein, α-syn）的异常聚集。尽管大多数PD病例的病因尚不清楚，但约有5%-10%的病例是由单基因突变引起的。SNCA基因编码的α-突触核蛋白是第一个被发现与常染色体显性遗传PD相关的基因。SNCA突变通常导致早发性PD，其中A53T突变是最常见的点突变之一。然而，α-突触核蛋白如何诱导神经退行性病变的机制仍然不明确。
自噬（autophagy）是细胞内清除受损蛋白质和细胞器的重要过程，也是α-突触核蛋白降解的主要途径之一。研究表明，α-突触核蛋白的过度表达或突变会抑制自噬，导致α-突触核蛋白的积累，进而引发PD症状。因此，理解α-突触核蛋白如何影响自噬过程，并找到恢复自噬功能的潜在治疗靶点，对于PD的治疗具有重要意义。
论文来源
这篇论文由Sung Min Son、Farah H. Siddiqi、Ana Lopez等作者共同完成，主要作者来自剑桥大学医学研究所（Cambridge Institute for Medical Research, CIMR）和英国痴呆症研究所（UK Dementia Research Institute）。论文于2025年6月18日发表在Neuron期刊上，题为《α-Synuclein Mutations Mislocalize Cytoplasmic p300 Compromising Autophagy, Which Is Rescued by ACLY Inhibition》。
研究流程与结果
1. α-突触核蛋白突变激活ACLY，影响p300的细胞质定位
研究人员首先在A53T α-突触核蛋白表达的SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞中观察到，A53T突变导致细胞质中乙酰辅酶A（acetyl-CoA）水平升高，而核内组蛋白的乙酰化水平降低。通过质谱分析和免疫印迹实验，研究人员发现A53T突变激活了ATP-柠檬酸裂解酶（ATP-citrate lyase, ACLY），ACLY是细胞质中生成乙酰辅酶A的关键酶。进一步的实验表明，ACLY的激活导致细胞质中p300的活性增强，而p300是一种重要的乙酰转移酶，能够乙酰化多种蛋白质，包括mTORC1（mechanistic target of rapamycin complex 1）的组成部分raptor。
2. p300的细胞质定位导致mTORC1过度激活，抑制自噬
研究人员发现，A53T α-突触核蛋白通过激活ACLY，增加了细胞质中p300的活性，进而导致raptor的乙酰化，促进了mTORC1的激活。mTORC1是细胞生长、代谢和自噬的关键调节因子，其过度激活会抑制自噬过程。通过免疫荧光和免疫印迹实验，研究人员证实A53T突变导致自噬标志物LC3-II水平降低，表明自噬功能受到抑制。
3. ACLY抑制剂恢复自噬功能，减少α-突触核蛋白聚集
为了验证ACLY在PD病理中的作用，研究人员使用了ACLY特异性抑制剂羟基柠檬酸（hydroxycitrate, HC）和SB-204990。实验结果表明，ACLY抑制剂能够恢复A53T α-突触核蛋白表达细胞中的自噬功能，减少α-突触核蛋白的聚集。此外，ACLY抑制剂还能够减少神经元中的DNA损伤、线粒体功能障碍和细胞凋亡等病理表型。
4. 在斑马鱼和小鼠模型中验证ACLY抑制的治疗效果
研究人员进一步在A53T α-突触核蛋白转基因斑马鱼和小鼠模型中验证了ACLY抑制剂的效果。实验结果显示，ACLY抑制剂能够减少斑马鱼和小鼠大脑中α-突触核蛋白的磷酸化和聚集，恢复自噬功能，并改善神经元的存活率。这些结果表明，ACLY抑制剂在体内具有潜在的PD治疗作用。
结论与意义
这项研究揭示了α-突触核蛋白突变通过激活ACLY，导致p300的细胞质定位异常，进而引发mTORC1过度激活和自噬抑制的分子机制。通过使用ACLY抑制剂，研究人员成功恢复了自噬功能，减少了α-突触核蛋白的聚集，并改善了PD模型中的病理表型。这一发现不仅为PD的发病机制提供了新的见解，还为开发针对ACLY的PD治疗药物提供了理论依据。
研究亮点
- 首次揭示ACLY在PD病理中的作用：研究发现ACLY是α-突触核蛋白突变导致自噬抑制的关键分子，为PD的治疗提供了新的靶点。
- ACLY抑制剂的治疗效果：实验证明ACLY抑制剂能够恢复自噬功能，减少α-突触核蛋白的聚集，并在斑马鱼和小鼠模型中显示出显著的治疗效果。
- 多模型验证：研究在细胞、斑马鱼和小鼠等多个模型中验证了ACLY抑制剂的治疗效果，增强了研究结果的可靠性。
其他有价值的信息
研究还发现，ACLY通过乙酰化LKB1（liver kinase B1）抑制AMPK（AMP-activated protein kinase），进而影响p300的核质分布。这一发现为理解ACLY如何调控细胞代谢和自噬提供了新的视角。
这项研究不仅揭示了α-突触核蛋白突变导致自噬抑制的分子机制，还为PD的治疗提供了新的潜在靶点，具有重要的科学和临床应用价值。