病理性α-突触核蛋白破坏核完整性：超分辨率成像揭示其在突触核蛋白病中的致病机制

研究人员针对α-突触核蛋白（α-syn）在神经退行性疾病中的核定位争议，通过超分辨率显微镜技术结合小鼠模型和人类路易体痴呆（LBD）组织，首次系统证实病理性α-syn（p-α-syn）在核内聚集及其导致的核膜损伤、DNA损伤标志物53BP1增加、RNA定位异常等核功能障碍，为突触核蛋白病的发病机制提供了新视角。

　　

在神经科学领域，α-突触核蛋白（α-syn）的异常聚集一直是帕金森病、路易体痴呆等突触核蛋白病（synucleinopathies）的核心病理特征。尽管过去研究多聚焦于α-syn在突触功能中的角色，但其核内定位与功能长期存在争议——早期研究因抗体交叉反应或分辨率不足难以定论，而近年虽有零星报道提示核内α-syn可能参与DNA损伤修复或组蛋白修饰，但缺乏系统性证据。更关键的是，病理性α-syn（p-α-syn）是否侵入神经元核内、如何破坏核稳态，这些问题直接关系到疾病机制的阐释和潜在治疗靶点的发现。

为破解这一谜题，研究人员通过预形成纤维（PFF）小鼠模型、体外培养的Neuro 2a细胞以及人类死后路易体痴呆（LBD）皮层组织，结合超分辨率显微成像和三维表面重建技术，首次清晰捕捉到p-α-syn在核内的精确分布及其对核结构的破坏性影响。研究发现，p-α-syn不仅形成六种特征性核周或核内超微结构（如"篮状"或"笼状"聚集体），还直接穿过核纤层蛋白（Lamin A/C）屏障，导致60%受累神经元出现核膜破裂、多叶畸形等异常形态。定量分析显示，p-α-syn阳性核的球形度（ψ）从对照组的0.58骤降至0.36，同时伴随DNA损伤标志物53BP1斑点数量翻倍（66.89 vs 29.64/细胞）。在机制层面，p-α-syn干扰核膜修复通路ESCRT-III的关键组分——LEMD2表达升高而CHMP7降低，并引发RNA核质转运障碍（胞质RNA体积比降至对照的1/5）。更引人注目的是，携带核p-α-syn的细胞对阿霉素（doxorubicin）等核毒素敏感性显著增强，提示环境毒素可能与α-syn病理协同加速神经元死亡。这些发现发表于《Neurobiology of Disease》，为理解突触核蛋白病的"二次打击"假说提供了核生物学基础。

研究主要采用以下技术方法：1）通过离子交换层析和尺寸排阻色谱纯化小鼠α-syn单体并制备PFF；2）立体定位注射PFF构建小鼠模型，利用振动切片机获取脑片；3）超分辨率旋转盘共聚焦显微镜（SoRa）成像结合IMARIS软件三维重建；4）人类LBD患者死后脑组织免疫荧光分析；5）蛋白质转染Neuro 2a细胞建立体外模型，通过Western blot检测核修复蛋白表达。

3.1 突触核蛋白病小鼠显示显著的皮质路易样病理
研究发现PFF注射6个月后，小鼠皮质神经元形成六类特征性p-α-syn聚集体，其中86.7%侵入核内。随时间推移，早期（6周）以点状和轴突病变（Type VI）为主，后期（6月）转为复杂的核周纤维结构（Type I-IV），揭示α-syn病理的动态演变。

3.2 病理性α-syn定位于核区室
通过Lamin A/C界定核边界，超分辨率成像显示人类LBD患者皮层中95%的p-α-syn聚集体存在核内定位，且60%伴随核形态异常。小鼠与人类数据的高度一致性，排除了模型特异性假象。

3.3 核异常与核内p-α-syn相关
核形态异常分为三类：多叶型（31%）、畸形型（30%）和破裂型（35%），量化分析显示p-α-syn阳性核的球形度显著降低（p<0.0001），印证核完整性受损。

3.4 突触核蛋白病模型显示基因毒性增加
53BP1免疫荧光显示，PFF处理的小鼠皮质神经元和Neuro 2a细胞中DNA损伤斑点增加2.3倍（p=0.0366），Western blot验证CHMP7/LEMD2表达失衡，提示核修复机制受损。

3.5-3.6 核内p-α-syn导致功能缺陷
SYTO RNASelect染色揭示PFF细胞胞质RNA减少81%（p=0.0003），而阿霉素毒性实验显示，低剂量（0.5 μM）下PFF细胞存活率仅37.8%，显著低于对照组91.6%（p<0.0001），证实核损伤加剧环境毒素敏感性。

这项研究通过跨物种、多模型策略，首次确立p-α-syn核内聚集作为突触核蛋白病的标志性特征。其意义在于：1）技术层面，突破传统显微镜分辨率限制，直接可视化p-α-syn穿透核膜的过程；2）理论层面，将α-syn病理从突触功能障碍扩展到核稳态失衡，提出"核纤层病变-修复缺陷-环境敏感"的级联致病机制；3）临床层面，为开发靶向核转运（如Importin α）或ESCRT-III修复通路的神经保护策略提供依据。未来研究需明确核内α-syn来源（原位错误折叠抑或胞质转运）及其与区域选择性易损性的关系，这些发现或将改写对神经退行性疾病细胞自主性死亡机制的认识。