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犬类退行性脊髓病(DM)与人类肌萎缩侧索硬化症(ALS)均与超氧化物歧化酶 1(SOD1)基因突变有关。研究人员利用 NanoLuc 互补(NanoBiT)报告系统研究野生型和 E40K 突变型犬 SOD1,发现 CCS 和依布硒啉衍生物对 SOD1 活性有积极影响,为相关疾病治疗提供方向。
犬类退行性脊髓病(Canine degenerative myelopathy,DM)是一种进行性神经退行性疾病,与人类肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)具有共同的病理特征。这两种疾病都与超氧化物歧化酶 1(superoxide dismutase 1,SOD1)基因突变有关。了解野生型(wild-type,WT)和突变型 SOD1 蛋白之间的分子差异,对于开发治疗策略至关重要。
在本研究中,利用 NanoLuc 互补(NanoLuc complementation,NanoBiT)报告系统,研究野生型和 E40K 突变型犬 SOD1 在表达和功能上的差异,以评估铜伴侣蛋白(copper chaperone for SOD1,CCS)和依布硒啉衍生物的治疗潜力。在所有 NanoBiT 标记组合中,E40K 突变型犬 SOD1(E40K cSOD1)的荧光素酶活性相较于野生型犬 SOD1(WT cSOD1)显著降低,这表明其同源二聚化和蛋白质稳定性发生了改变。
与 CCS 共转染后,野生型和突变型 cSOD1 的蛋白质水平及报告基因活性均有所增加,且对 E40K 突变型的影响更为明显。依布硒啉处理增强了荧光素酶活性,在表达 E40K cSOD1 的细胞中尤为显著。有两种化合物(化合物 2 和化合物 5)在提高突变型 cSOD1 衍生的 NanoBiT 活性方面,效果优于母体化合物。此外,分子对接模拟显示,依布硒啉及其衍生物与 E40K cSOD1 的结合亲和力更强,这暗示着它们具有潜在的治疗益处。
总之,NanoLuc 报告系统为筛选与 SOD1 相关的神经退行性疾病的潜在疗法提供了有价值的工具。CCS 和依布硒啉衍生物对 SOD1 活性展现出有前景的影响,为未来针对 DM 和 ALS 的治疗策略奠定了基础。