《PNAS》:波鸿鲁尔大学揭示亨廷顿蛋白降解关键位点,为不治之症寻找新靶点-肽度TIMEDOO

亨廷顿舞蹈症(Huntington's disease)是一种由基因突变导致的严重遗传性神经退行性疾病,目前尚无治愈手段。近日,德国波鸿鲁尔大学(Ruhr University Bochum)人类遗传学系的一项研究,为破解该病致病蛋白的清除难题带来了新曙光。研究团队通过精准锁定突变亨廷顿蛋白(huntingtin)上的两个泛素化标记位点,揭示了其在蛋白降解及细胞内分布中的核心作用。

致病机制:无法清除的“折叠错误”

亨廷顿舞蹈症的根源在于 HTT 基因的突变。该变异导致亨廷顿蛋白含有过长的多聚谷氨酰胺链(Extended glutamine chains)。波鸿鲁尔大学 Hoa Huu Phuc Nguyen 教授解释道,这些长链会导致蛋白质发生错误折叠(Misfolding),使其不仅失去正常生理功能,还会产生蛋白毒性。

在正常细胞中,受损蛋白会被贴上标签并输送至降解复合物。然而,突变的亨廷顿蛋白却无法被有效清除,在神经细胞内不断堆积,最终导致患者出现运动障碍、认知障碍(Dementia)及精神异常。目前,所有患者最终都会因此病走向死亡。

核心突破:K6 与 K9 位点的“导航”功能

为了破解突变蛋白逃避清理的机制,Nguyen 教授团队与 2004 年诺贝尔化学奖得主、蛋白质降解领域权威 Aaron Ciechanover 教授展开了深度合作。

研究发现,在亨廷顿蛋白的降解通路中,泛素化标记(Ubiquitin tagging)是关键的身份认证。研究人员精确定位了该蛋白氨基端的两个特定位置——赖氨酸 6(K6)和赖氨酸 9(K9)。当这两个位点被泛素成功标记后,突变蛋白才会被输送到细胞的“处理中心”——蛋白酶体(Proteasome)进行降解。

模型验证:阻断标记会显著加速病情

研究团队构建了特殊的基因敲入(Knock-in)小鼠模型,将小鼠的亨廷顿基因替换为人类致病突变体。在此基础上,他们进一步通过基因工程改造,使另一组小鼠的 K6 和 K9 位点无法进行泛素化标记。

实验结果显示:

  • 症状恶化: 无法进行泛素化标记的小鼠,其运动障碍等症状显著加重。

  • 发病提前: 与单纯携带亨廷顿突变的小鼠相比,实验组小鼠的发病时间大幅提前。

未来展望:变“不可治愈”为“可干预”

这项发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)的研究,为未来的治疗策略提供了新思路。Nguyen 教授表示:“了解这些关键标记位点后,我们或许可以开发能刺激受损亨廷顿蛋白降解的药物。”研究团队认为,突变蛋白之所以能逃脱降解,是因为疾病导致的结构改变干扰了关键位点的泛素化过程。这一发现为针对蛋白质清除路径的精准疗法指明了方向。

参考文献:Pengfei Qi et al, Prevention of ubiquitination at K6 and K9 in mutant huntingtin exacerbates disease pathology in a knock-in mouse model, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2527258122

编辑:周敏

排版:李丽