基于精氨酸的PROTACs靶向降解α-突触核蛋白：帕金森病治疗新策略

本研究针对帕金森病(PD)中α-突触核蛋白(α-syn)异常聚集的难题，开发了基于精氨酸(Arg)的蛋白降解靶向嵌合体(PROTACs)。通过设计Arg-PEGn-Tα-syn分子，成功在哺乳动物细胞和秀丽隐杆线虫模型中实现α-syn及其A53T突变体的高效降解，证实UBR1是介导降解的关键E3连接酶，为神经退行性疾病治疗提供了新思路。

　　

在神经退行性疾病领域，帕金森病(PD)作为第二大常见疾病，其病理特征与α-突触核蛋白(α-synuclein, α-syn)的异常聚集密切相关。无论是野生型(WT)还是A53T突变体，过量的α-syn都会形成神经毒性聚集体，导致多巴胺能神经元凋亡。然而，现有疗法仅能缓解症状，无法从根本上清除这些致病蛋白。面对这一挑战，靶向蛋白降解(PROTAC)技术因其独特的"事件驱动"作用机制备受关注，但传统PROTACs依赖CRBN/VHL等E3连接酶配体，存在分子量大、渗透性差等局限。

为解决上述问题，研究人员创新性地将N端规则通路(N-end rule pathway)与PROTAC技术结合，设计了基于单一氨基酸的精氨酸(Arg)类PROTACs（简称AATacs）。这类分子利用内源性降解信号，通过UBR家族E3连接酶实现靶蛋白清除。研究团队选择α-syn作为靶点，以苯并噻唑-苯胺(BTA)为弹头，通过不同长度聚乙二醇(PEG)链接桥构建了Arg-PEG1-T^α-syn、Arg-PEG3-T^α-syn和Arg-PEG4-T^α-syn三种化合物。

研究采用免疫印迹、免疫共沉淀等技术分析蛋白降解效率，通过CCK8实验评估细胞毒性，并利用表达α-syn^A53T-GFP的SH-SY5Y细胞和两种转基因秀丽隐杆线虫(C. elegans)模型（肌肉表达α-syn^WT-YFP的NL5901株系和神经元表达α-syn^A53T的UM0020株系）验证体内效果。

设计合成靶向α-syn的PROTACs
研究人员巧妙结合Arg的E3连接酶招募能力与BTA的β-折叠结构结合特性，构建了分子量小于传统PROTACs的降解剂。其中Arg-PEG1-T^α-syn表现最优，对α-syn^A53T的DC₅₀达0.282±0.069 μM，最大降解率(D_Max)达90.5%。

PROTACs促进哺乳动物细胞中α-syn降解
在U251、293T和SH-SY5Y三种细胞系中，所有测试PROTACs均能显著降低α-syn^WT和α-syn^A53T水平。降解过程呈现时间依赖性，12小时即可检测到效果，48小时达到峰值。蛋白酶体抑制剂MG132可阻断降解，而自噬抑制剂氯喹(CQ)无影响，证实其通过泛素-蛋白酶体途径发挥作用。

UBR1 E3参与Arg-PEG1-T^α-syn介导的α-syn降解调控
通过shRNA敲低实验发现，仅UBR1缺失会显著抑制α-syn降解。免疫共沉淀进一步证实，Arg-PEG1-T^α-syn处理促进了α-syn与UBR1的结合，揭示了该E3连接酶在降解过程中的核心作用。

Arg-PEG1-T^α-syn减轻α-syn过表达毒性
在α-syn过表达的SH-SY5Y细胞中，5 μM Arg-PEG1-T^α-syn使细胞活力提升至对照组的1.5倍。共聚焦显微镜显示，该化合物使α-syn^A53T聚集体减少近三分之二，显著优于阴性对照组。

PROTAC改善线虫病理表型
在C. elegans模型中，Arg-PEG1-T^α-syn使携带α-syn^WT-YFP的线虫聚集体阳性率从80%降至30%。对神经元表达α-syn^A53T的UM0020株系，该化合物使CEP/ADE神经元突触断裂减少50%，并显著改善基础减速反应和摆动频率等运动功能指标。

这项研究开创性地将AATacs技术应用于神经退行性疾病领域，证实基于Arg的PROTAC能高效清除α-syn及其毒性聚集体。其重要意义在于：①突破传统PROTACs的分子量限制，利用内源性降解信号提高安全性；②首次揭示UBR1在α-syn降解中的关键作用；③为PD及其他突触核蛋白病（如多系统萎缩）提供潜在治疗策略。由于BTA弹头可结合多种异常折叠蛋白（如tau、Aβ等），该技术平台有望拓展至阿尔茨海默病等其它神经退行性疾病的治疗研究。

该成果发表于《Journal of Biological Chemistry》，为开发新一代神经退行性疾病治疗药物奠定了重要基础。未来研究需进一步优化化合物药代动力学特性，并探索其在哺乳动物模型中的治疗效果。