从细胞中去除蛋白质聚集体的工程方法

当错误折叠的蛋白质压倒细胞的蛋白质质量控制（Protein Quality Control，PQC）系统时，就会对细胞有害。研究人员现在能够以一种工程的方法从细胞中去除蛋白质聚集体。

哥德堡大学

6月29日消息

蛋白质聚集体在衰老过程中积累，与阿尔茨海默病、帕金森病或亨廷顿病等神经退行性疾病有关。瑞典哥德堡大学（University of Gothenburg）Nyström 实验室与德国马克斯普朗克衰老生物学研究所（Max Planck Institute for Biology of Ageing）合作进行的一项新研究，描述了一种新颖的工程方法，使蛋白质聚集体在芽殖酵母和人类细胞中都能适应空间操纵，从细胞中去除。

许多神经退行性疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病或亨廷顿病，都与错误折叠蛋白质的聚集有关，但这些聚集是否与这些疾病有关尚不清楚。

来自哥德堡大学的 Thomas Nyström 教授研究小组能够以一种工程的方式从细胞中去除这种蛋白质聚集体，这一成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上。该系统最初是在广泛使用的模型生物芽殖酵母中开发的，但也已扩展到人类细胞中。

研究于2023年5月9日发表在《Nature Communications》（最新影响因子：17.694）杂志上

不含蛋白质聚集体

作者通过将聚集体结合蛋白与子细胞靶向因子融合实现了这种合成细胞输出系统，这样当子细胞被 pinched off 时，母细胞就不会有蛋白质聚集体。这种方法在处理内源性、与年龄相关的蛋白质聚集体以及与亨廷顿病相关的突变亨廷顿蛋白聚集体方面是有效的。

研究人员通过将聚集体结合蛋白与子细胞靶向因子融合实现了这种合成细胞输出系统，这样当子细胞被pinched off时，母细胞就不会有蛋白质聚集体（ATS是聚集体靶向系统的缩写）

利用这一子代靶向系统，他们发现突变亨廷顿蛋白的输出保护了酵母母细胞免于细胞死亡，这表明大量亨廷顿蛋白聚集体可能具有高毒性并导致疾病，而这一特性一直存在广泛的争议。

Arthur Fischbach （左）和 Thomas Nyström

潜在的未来治疗方法

“据我们所知，这是第一次证明蛋白质聚集体可以通过受控的工程方式从细胞中去除。其他类型的细胞损伤也可能从具有我们的靶向系统的适应版本的细胞中去除，”博士后研究员、该研究的主要作者 Arthur Fischbach 博士说。

“虽然我们目前缺乏支持数据，但聚集体靶向系统（aggregate targeting system，ATS）的概念有可能在未来被用作神经退行性疾病的潜在新治疗方法，或者至少可以更好地了解它们。鉴于这种紧迫性，这一领域对创新疗法的需求非常强烈”，他总结道。

创立于1891年的瑞典哥德堡大学

参考文献

Source：University of Gothenburg

Engineered approach to remove protein aggregates from cells

Reference：

Fischbach, A., Johns, A., Schneider, K.L. et al. Artificial Hsp104-mediated systems for re-localizing protein aggregates. Nat Commun 14, 2663 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37706-3

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