钙蛋白酶与半胱天冬酶通过切割阿尔茨海默病相关基因FERMT2编码的KINDLIN2调控Aβ肽生成：突触功能与AD病理的新机制

本研究揭示了阿尔茨海默病（AD）风险基因FERMT2编码的衔接蛋白KINDLIN2作为钙蛋白酶I（calpain I）和半胱天冬酶（caspase）的新型底物，其切割导致F0/F1结构域解离，进而削弱KINDLIN2调控淀粉样前体蛋白（APP）代谢的能力。通过人类脑组织样本、原代神经元及HEK293细胞模型，研究人员证实KINDLIN2切割产物可干扰APP加工并增加Aβ1-x 分泌，为AD突触功能障碍和病理进程提供了新机制。

　　

阿尔茨海默病（AD）是困扰全球的神经退行性疾病，其核心病理特征包括β淀粉样蛋白（Aβ）沉积形成的老年斑和tau蛋白异常聚集导致的神经纤维缠结。尽管Aβ假说主导了AD研究数十年，但调控Aβ生成的具体分子机制仍未完全阐明。近年来，全基因组关联研究（GWAS）发现FERMT2基因是AD的重要遗传风险因子，其编码的KINDLIN2蛋白作为衔接分子，通过直接结合APP的YENPTY基序调控其代谢。然而，KINDLIN2如何在神经元中动态调控APP加工，尤其是在突触可塑性等关键生理过程中的作用，仍是未解之谜。

法国里尔大学等机构的研究团队在《Neurobiology of Aging》发表的研究中，首次揭示KINDLIN2是钙蛋白酶I和半胱天冬酶的双重底物，其切割产物通过破坏F0/F1结构域功能，显著削弱对APP代谢的调控能力。这一发现不仅为理解AD突触功能障碍提供了新视角，也为开发靶向KINDLIN2切割的干预策略奠定基础。

研究采用多学科技术手段：1）利用人类死后脑组织（NeuroCEB脑库）和Braak分期样本进行蛋白质印迹分析；2）通过原代神经元培养结合Cre-loxP系统构建条件性敲除模型；3）采用突触体分级分离技术定位KINDLIN2切割产物的亚细胞分布；4）结合CALPCLEAV和PeptideCutter生物信息学工具预测蛋白酶切割位点；5）在HEK293-APP^695WT
细胞模型中过表达野生型或突变型KINDLIN2，通过免疫共沉淀和Alpha-LISA技术定量APP代谢产物。

3.1 KINDLIN2切割产物存在于人脑和神经元突触中
在AD患者和对照组的 hippocampal 样本中均检测到57-kDa和39-kDa的KINDLIN2 C端片段，且在原代神经元突触体分级中富集。通过条件性敲除实验证实这些片段特异性依赖KINDLIN2表达，排除了抗体非特异性结合的可能性。

3.2 钙蛋白酶I介导57-kDa片段生成
生物信息学预测发现KINDLIN2在185-186氨基酸处存在高评分钙蛋白酶切割位点（PGLY-SK）。离子霉素（ionomycin）或谷氨酸刺激可诱导该片段积累，而钙蛋白酶抑制剂ALLN/ALLM能完全阻断此过程，证实钙蛋白酶I在生理和病理兴奋毒性条件下均参与KINDLIN2切割。

3.3 半胱天冬酶介导39-kDa片段生成
质谱分析锁定344-349氨基酸处的DEVD-AA保守序列为半胱天冬酶切割位点。D347A点突变或泛半胱天冬酶抑制剂Z-VAD-FMK处理均可特异性抑制39-kDa片段产生，而不影响57-kDa片段，证明两条切割通路相互独立。

3.4 KINDLIN2切割对APP代谢的影响
免疫共沉淀显示57/39-kDa C端片段仍保留与APP结合的能力。但功能实验表明，过表达这些片段（而非N端片段）会显著增加Aβ_1-x
和sAPPβ分泌，模拟了KINDLIN2低表达的表型，提示其通过"显性负效应"干扰完整KINDLIN2功能。

讨论部分强调，KINDLIN2切割可能是突触可塑性的新型调控开关：生理状态下，钙蛋白酶I和半胱天冬酶的时空限制性活化可能通过精细调控KINDLIN2功能参与长时程增强（LTP）或抑制（LTD）；而在AD病理环境下，这两种蛋白酶的异常激活可能导致KINDLIN2功能持续受损，加剧APP代谢紊乱和突触功能障碍。值得注意的是，KINDLIN2切割产物虽保留F3结构域（介导APP结合），但缺失的F0/F1结构域可能无法招募SMURF1等泛素连接酶，从而破坏APP降解调控网络。

该研究首次将AD遗传风险因子FERMT2与钙蛋白酶/半胱天冬酶信号轴联系起来，为理解突触功能障碍的分子机制提供了新框架。未来研究可进一步探索：1）KINDLIN2切割在其它神经系统疾病或癌症（如前列腺癌、乳腺癌）中的普遍性；2）靶向特异性切割位点的治疗策略开发；3）KINDLIN2二聚化状态对其功能的影响。这些发现为AD的精准干预开辟了新途径。