肌萎缩侧索硬化症中Sequestosome 1基因突变G262R与P438L通过自噬-氧化应激失衡及TDP-43胞质聚集的致病机制研究

本研究聚焦肌萎缩侧索硬化症（ALS）中SQSTM1基因罕见错义突变G262R和P438L的致病机制。研究人员通过构建SH-SY5Y细胞模型，发现突变导致自噬标志物LC3-II/泛素上调、氧化应激关键蛋白Nrf2下调，并引发TDP-43异常胞质聚集，揭示了突变通过破坏自噬-氧化应激平衡及蛋白质稳态促进ALS进展的分子通路，为靶向治疗提供新依据。

　　

神经退行性疾病领域近年来取得显著进展，但肌萎缩侧索硬化症（ALS）的发病机制仍是未解难题。这种被称为"渐冻症"的疾病以运动神经元进行性死亡为特征，患者平均生存期仅3-5年。尽管已发现50多个ALS相关基因，但约90%的散发病例病因不明。印度理工学院德里分校的研究团队在印度ALS患者中首次鉴定出SQSTM1基因两个罕见突变G262R和P438L，为揭示ALS发病机制提供了新线索。

SQSTM1编码的自噬接头蛋白p62是细胞质量控制系统的核心组分，通过其多个功能域参与自噬、氧化应激和蛋白质稳态调控。既往研究发现，p62突变与多种神经退行性疾病相关，但G262R（位于TRAF6结合域与PEST区之间）和P438L（位于UBA域）的致病机制尚未阐明。研究人员通过构建SH-SY5Y细胞模型，结合qRT-PCR、免疫印迹和共聚焦显微镜等技术，系统研究了这两个突变对细胞通路的影响。

研究首先通过位点定向突变构建了野生型和突变型SQSTM1表达载体，经测序验证后转染SH-SY5Y细胞建立体外ALS模型。免疫荧光和Western blot证实突变体成功表达后，研究人员检测了自噬和氧化应激相关标志物的变化。

自噬标志物表达异常

研究发现G262R和P438L突变导致自噬标志物LC3-II和泛素显著上调，同时自噬相关蛋白p-OPTN和ATG5表达增加。共聚焦显微镜显示突变细胞中LC3阳性斑点增多，表明自噬流被激活。这些结果提示突变可能通过破坏p62的UBA域功能，阻碍泛素化蛋白的清除，导致异常蛋白聚集。

氧化应激通路失衡

在氧化应激方面，突变细胞中Nrf2表达显著下调，而其负调控因子Keap1表达增加。值得注意的是，P438L突变对Nrf2的抑制效应更为显著，这可能与其位于UBA域、直接影响p62与Keap1的相互作用有关。这种失衡使细胞更易受氧化损伤，加速神经元死亡。

TDP-43定位异常

研究最关键的发现是突变导致TDP-43蛋白核质分布异常。野生型细胞中TDP-43主要定位于细胞核，而突变细胞中TDP-43在胞质形成聚集物。这种异常定位是ALS的病理标志，可能通过获得性毒性作用促进神经退行性变。

讨论部分指出，G262R和P438L突变通过不同机制破坏p62功能：G262R可能影响TRAF6结合域与PEST区的相互作用，干扰NF-κB信号传导；P438L则直接损害UBA域的泛素结合能力，导致自噬缺陷。两者共同导致自噬-氧化应激平衡破坏和TDP-43错误定位，形成恶性循环。

该研究首次阐明印度ALS患者特有的SQSTM1突变致病机制，不仅拓展了对ALS遗传异质性的认识，还为开发靶向自噬-氧化应激通路的治疗策略提供了理论依据。特别是发现突变导致TDP-43异常定位的分子机制，为理解ALS中蛋白质稳态失衡提供了新视角。未来研究可进一步探索这些突变在动物模型中的致病性，以及靶向调控p62功能域的治疗潜力。