综述:阿尔茨海默病及相关痴呆症中TDP-43相关神经退行性变的机制

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:Molecular Psychiatry 9.6

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  这篇综述聚焦TAR DNA结合蛋白43(TDP-43)病理在阿尔茨海默病(AD)及相关痴呆症(ADRDs)中的关键作用,系统阐述了其通过RNA代谢紊乱、线粒体功能障碍、蛋白质稳态失衡等分子机制加剧神经退行性变的过程,并探讨了靶向TDP-43的反义寡核苷酸(ASO)和小分子抑制剂等治疗策略,为理解AD/ADRDs的复杂病理机制提供了新视角。

  

TDP-43病理的临床意义

TAR DNA结合蛋白43(TDP-43)病理已成为阿尔茨海默病(AD)和阿尔茨海默病相关痴呆症(ADRDs)的重要标志,尤其在合并海马硬化或严重脑萎缩的病例中表现突出。这种病理特征表现为TDP-43蛋白的核内耗竭、胞质错误定位及异常聚集,与认知功能快速衰退显著相关。研究发现,TDP-43病理不仅独立驱动神经元损伤,还与β淀粉样蛋白(Aβ)斑块、tau蛋白缠结及α-突触核蛋白(α-synuclein)聚集体产生协同效应,形成"多蛋白病交叉网络",加速疾病进展。

分子机制解析

RNA代谢失调
TDP-43作为RNA结合蛋白,其功能紊乱导致数千种mRNA剪接异常和稳定性改变。例如,突触相关蛋白(如GRIN1B)的转录本加工缺陷直接损害神经元通讯能力。

线粒体动态失衡
病理状态下,TDP-43在线粒体外膜异常聚集,干扰电子传递链复合物Ⅰ/Ⅲ活性,导致ATP产量下降和活性氧(ROS)爆发。动物模型显示,TDP-43M337V突变体可诱导线粒体碎片化,引发轴突运输障碍。

蛋白质质量控制崩溃
TDP-43聚集体通过占据泛素-蛋白酶体系统(UPS)和自噬溶酶体通路的关键组分,形成恶性循环。值得注意的是,其与应激颗粒(SG)组分TIA-1的异常相互作用会促进病理聚集体"固化"。

核质转运障碍
核孔复合物(NPC)成分的异常甲基化导致TDP-43核输出增加,而输入蛋白α/β介导的核回收功能受损进一步加剧其胞质滞留。

治疗策略展望

目前针对TDP-43的干预手段呈现多元化趋势:

  • 基因疗法:反义寡核苷酸(ASO)通过促进TDP-43 mRNA降解减少毒性蛋白积累
  • 小分子抑制剂:如阿那替尼类似物可阻断TDP-43 C端结构域异常相分离
  • 肽抑制剂:设计模拟核定位信号(NLS)的竞争性肽段恢复核质分布平衡
  • 联合治疗:与Aβ免疫疗法联用显示出协同神经保护效应

该领域仍面临重大挑战,包括血脑屏障穿透效率、病理亚型特异性靶向等问题。未来研究需结合单细胞测序和类器官模型,进一步解析TDP-43病理的时空演化规律。

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