新型小分子伴侣激活剂靶向HSF1-HSP90互作在神经退行性疾病治疗中的突破性发现

本研究针对神经退行性疾病中异常蛋白聚集的关键病理特征，通过建立活细胞NanoBRET技术平台筛选能特异性破坏HSF1-HSP90相互作用的小分子化合物。发现抗炎药奥芬那君(OPB)可显著减少TDP-43不溶性聚集，且无细胞毒性，为开发新型神经保护药物提供了重要候选分子。

　　

神经退行性疾病如阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)和肌萎缩侧索硬化症(ALS)等，共同特征是神经元内异常蛋白聚集导致的进行性神经损伤。尽管这些疾病涉及的致病蛋白各不相同——如AD中的β淀粉样蛋白和tau蛋白，PD中的α-突触核蛋白，ALS中的TDP-43蛋白，但它们都指向一个核心问题：细胞蛋白稳态失衡。更令人担忧的是，随着年龄增长，细胞应对蛋白错误折叠的第一道防线——热休克反应(HSR)效率显著下降，这可能是神经退行性疾病高发于老年人群的重要原因。

目前针对蛋白聚集的治疗策略主要聚焦于激活分子伴侣系统，特别是通过抑制热休克蛋白90(HSP90)来释放其"扣押"的热休克因子1(HSF1)，从而启动保护性HSR。然而，HSP90作为细胞中含量最丰富的伴侣蛋白之一，参与调控众多关键信号通路，直接抑制其功能往往导致严重副作用。这就如同为了修理一扇门而拆掉整面墙——虽然解决了问题，却带来了更大破坏。因此，科学界亟需找到能特异性破坏HSF1-HSP90相互作用、而不影响HSP90其他功能的新型干预策略。

来自英国的研究团队在《Biomedicine》发表了一项创新性研究。他们巧妙运用NanoBRET（纳米生物发光共振能量转移）技术，在活细胞中实时监测HSF1-HSP90相互作用，并对2100种化合物进行高通量筛选。这项技术的关键在于将荧光素酶(Nluc)和HaloTag(HT)分别标记在HSF1和HSP90上，当两者结合时会产生能量转移信号。研究人员通过优化蛋白标记位置（N端或C端）和表达比例，最终确定Nluc-HSP90α与HSF1-HT组合能最灵敏地反映这一弱相互作用。

研究采用的主要技术包括：1）建立基于HEK293T细胞的NanoBRET活细胞检测系统；2）使用Enamine生物参考化合物库（2100种）进行高通量筛选；3）通过蛋白质溶解度分级和Western blot验证化合物对TDP-43聚集的影响；4）采用PrestoBlue细胞活力检测和PABP应激颗粒标记评估化合物安全性。

在技术优化部分，研究人员测试了8种不同的HSF1-HSP90标记组合，发现当Nluc标记在HSP90α的N端、HT标记在HSF1的C端，且转染比例为1:150时，可获得最佳信噪比（Z因子>0.5）。验证实验显示，已知的HSP90抑制剂17-AAG能剂量依赖性地降低mBU值（最大降幅达50%），证实了该系统的可靠性。

高通量筛选结果令人振奋：从2100种化合物中鉴定出8个阳性 hits，其中包括两种已知的HSP90抑制剂（Geldanamycin和171009-00-0），这验证了筛选体系的准确性。更引人注目的是，非甾体抗炎药奥芬那君(OPB)表现出显著的HSF1-HSP90相互作用抑制活性（抑制率达89.8%），且在后续功能验证中展现出独特的治疗潜力。

在TDP-43蛋白聚集模型中，10μM OPB处理24小时即可显著减少不溶性TDP-43水平，且呈现剂量依赖性。这一效果并非通过增加蛋白降解实现，因为可溶性TDP-43水平未发生明显变化。机制研究表明，OPB能促进HSF1三聚化并上调HSP70等伴侣蛋白表达，证实其确实通过激活HSR发挥作用。安全性评估显示，OPB处理不会诱导PABP应激颗粒形成，对神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞的活力也无影响，提示其具有良好的治疗窗口。

这项研究的意义不仅在于发现OPB这一有前景的候选药物，更在于建立了一套创新的药物筛选策略。与传统的HSP90抑制剂不同，OPB可能通过特异性调控HSF1-HSP90相互作用而非全面抑制HSP90功能来实现神经保护，这为开发副作用更小的神经退行性疾病治疗药物开辟了新途径。研究者特别指出，OPB作为已获批的抗炎药物，其已知的抗炎作用可能与HSR激活产生协同效应——炎症反应和蛋白稳态失衡正是神经退行性疾病的两大核心病理环节。

这项研究的创新性体现在三个方面：方法学上，首次将NanoBRET技术应用于HSF1-HSP90这一弱相互作用的监测；药物发现上，发现了首个能同时作用于蛋白稳态和炎症通路的小分子；临床转化上，OPB作为已上市药物可大大缩短研发周期。未来研究需要在小鼠ALS模型中验证OPB对TDP-43病理和行为缺陷的改善作用，并进一步阐明其精确的分子作用机制。