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为探究自噬溶酶体通路（ALP）功能异常与神经退行性疾病关联，研究人员以 GBA1 突变细胞及大鼠海马神经元为模型，发现新型变构调节剂 GT-02216 可增强 GCase 活性，减少 Tau 聚集，为 tauopathies 治疗提供新方向。
在神经退行性疾病的研究领域，衰老与自噬溶酶体通路（ALP）功能减退如同一对 “孪生难题”，持续困扰着科学家们。正常衰老过程中，ALP 的缓慢衰退本是机体老化的特征之一，但这一过程的加速却可能成为神经退行性病变的 “催化剂”。例如，与 ALP 相关的基因突变不仅会引发帕金森病，还会在溶酶体贮积症（LSD）患者脑中观察到淀粉样蛋白沉积。其中，戈谢病（Gaucher’s disease）相关的 GBA1 基因突变尤为引人关注，该突变会导致溶酶体鞘脂代谢缺陷，进而引发 α- 突触核蛋白（α-synuclein）聚集。而 Tau 蛋白作为神经退行性 tauopathies 的核心角色，其在溶酶体中的异常积累与 ALP 功能障碍之间的关联，更是成为解开神经退行性病变机制的关键谜题。在此背景下，来自瑞士 Ente Ospedaliero Cantonale 衰老疾病实验室等机构的研究人员，针对 GBA1 突变与 Tau 蛋白聚集的关系展开深入研究，相关成果发表在《Scientific Reports》。
研究人员采用了多种关键技术方法：通过表面等离子体共振（SPR）技术验证化合物与 GCase 的结合特性；利用 4MU 活性测定法检测 GCase 酶活性；借助 LysoTracker 染色和 LAMP1 免疫荧光染色分析溶酶体功能及 Tau 蛋白在溶酶体中的定位；采用 UPLC-MS 技术定量分析 HexCer（包括葡萄糖神经酰胺 GlcCer）水平；在大鼠海马神经元模型中通过 MTT 法评估细胞存活率，以验证 GT-02216 的神经保护作用。此外，研究还使用了携带可诱导 Tau-mCherry 表达的 GBA1WT和 GBA1L444P/L444P人真皮成纤维细胞模型，并引入阿尔茨海默病患者脑源性 Tau 种子进行刺激。
GT-02216 与 GCase 的结合特性
研究人员通过 SPR 实验发现，GT-02216 在酸性（pH 5.0）和中性（pH 7.4）条件下均能剂量依赖性结合 GCase 蛋白，且结合亲和力相近（KD分别为 54.2 μmol/L 和 55.0 μmol/L），证实其通过变构位点与 GCase 稳定结合。
GT-02216 对 GCase 活性的调节作用
在 GBA1 突变的成纤维细胞中，基础 GCase 活性显著降低，而 GT-02216 处理 4 天后，除 GBA1L444P/L444P(1)β 细胞系外，其他突变细胞及野生型细胞的 GCase 活性均显著提升，其中 GBA1L444P/L444P纯合突变细胞的活性提升近 2 倍，呈剂量依赖性。
对鞘脂代谢的影响
GBA1L444P/L444P(1)α 细胞经 GCase 不可逆抑制剂 CBE 处理后，HexCer 显著积累，而 GT-02216 处理则显著降低 HexCer 水平，在野生型细胞中也观察到类似效果，表明其可有效改善鞘脂代谢异常。
Tau 蛋白聚集的调控
在 GBA1L444P/L444P(1)α 成纤维细胞中，基础状态下 Tau 蛋白聚集量是野生型细胞的 3.5 倍，经 Tau 种子刺激后进一步增加 2.7 倍，而 GT-02216 可剂量依赖性减少 Tau 聚集，在野生型细胞中同样有效。共定位分析显示，GT-02216 可减少 Tau 在 LAMP1 阳性溶酶体中的积累，并逆转 Tau 种子诱导的溶酶体数量增加及酸化功能障碍。
神经保护作用验证
在大鼠海马神经元模型中，5 μmol/L Tau 寡聚体（TauO）可显著降低细胞存活率，而 GT-02216 预处理可有效逆转这一损伤，其保护效果与脑源性神经营养因子（BDNF）相当，证实其在神经元中的抗 Tau 毒性作用。
研究表明，GBA1 突变通过损害 GCase 活性，引发鞘脂代谢紊乱和溶酶体应激，进而促进 Tau 蛋白在溶酶体中异常聚集，形成 “毒性循环”。而新型变构调节剂 GT-02216 通过结合 GCase 变构位点，增强其活性，不仅改善 GBA1 突变细胞的鞘脂代谢和溶酶体功能，还能减少野生型细胞中的 Tau 聚集，在神经元模型中展现出明确的神经保护作用。这一发现不仅揭示了 GCase 活性调控在 tauopathies 中的关键作用，还为开发针对阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的新型治疗策略提供了重要依据，尤其是为非 GBA1 突变人群的抗衰老和蛋白沉积干预提供了新方向。研究结果提示，靶向 ALP 通路中的关键酶类，通过药理学手段增强溶酶体功能，可能成为打破神经退行性病变恶性循环的重要突破口。
