蛋白质聚集是大多数神经退行性疾病的一个关键特征,例如阿尔茨海默病中的 Tau 蛋白聚集以及帕金森病中的 α-突触核蛋白(α-Syn)聚集。
用纯化的致病蛋白质进行的试管实验表明,单独存在的蛋白质是可溶的,聚集是一种罕见的、与浓度相关的事件,由物理化学变化或基因突变引发的结构不稳定所触发。在细胞内,尽管细胞内环境十分拥挤,但同样的蛋白质通常却具有很高的溶解性。例如,仅过量表达 Tau 蛋白或 α-突触核蛋白,不足以在细胞内形成蛋白质聚集体。
这些致病蛋白质的稳定性引发了以下问题:在细胞内环境中,病理性蛋白质聚集体是在何处以及如何形成的?特别是,可溶性蛋白质究竟在何种实际诱因作用下会变得不可溶并引发聚集过程?
2025 年 5 月 23日,马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所(MPI-CBG) Anthony Hyman 团队(博士后闫啸等人为第一作者)在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为:Intra-condensate demixing of TDP-43 inside stress granules generates pathological aggregates 的研究论文。
该研究表明,TDP-43 蛋白在应激颗粒内部通过两个关键步骤(浓度超过阈值+氧化应激)发生凝聚物内部分离(Intra-condensate demixing,可以理解为在相分离中发生相分离),从而导致 TDP-43 蛋白发生病理性聚集体。
这一发现破解了 TDP-43 蛋白在渐冻症(ALS)和额颞叶痴呆(FTD)等神经退行性疾病中的关键致病机制,为细胞内蛋白质聚集提出了一种普遍机制,也为神经退行性疾病的干预提供了全新思路。
