PIKfyve抑制通过激活TFEB介导的溶酶体生物合成减少帕金森病细胞模型中的α-突触核蛋白聚集

本研究针对帕金森病(PD)中α-突触核蛋白(a-synuclein)异常聚集这一核心病理特征，通过抑制脂质激酶PIKfyve激活转录因子EB(TFEB)的核转位，在神经母细胞瘤和iPSC来源的多巴胺能神经元模型中证实了溶酶体依赖性清除a-synuclein包涵体的新机制。研究发现YM201636处理24小时可使a-synuclein包涵体减少37%，为靶向溶酶体-自噬通路的PD治疗策略提供了实验依据。

　　

帕金森病作为第二大神经退行性疾病，其典型病理特征是中脑黑质多巴胺能神经元的进行性丢失以及α-突触核蛋白(a-synuclein)异常聚集形成的路易小体。目前临床治疗仅能缓解症状，无法阻止疾病进展。溶酶体功能障碍被认为是导致a-synuclein清除障碍的关键因素，其中转录因子EB(TFEB)作为调控溶酶体生物合成的核心开关，其活性受PIKfyve激酶调控。然而，如何通过靶向PIKfyve-TFEB通路来改善a-synuclein病理仍缺乏系统研究。

来自英国伦敦大学学院(UCL Queen Square Institute of Neurology)的Sara Lucas-Del-Pozo等研究人员在《Neurobiology of Disease》发表研究，通过构建过表达3K-SNCA突变基因的神经母细胞瘤模型和人源iPSC分化的A53T突变多巴胺能神经元，采用高内涵成像、FRET-HTRF^?检测、溶酶体示踪等技术，系统评估了PIKfyve抑制剂YM201636对a-synuclein聚集的清除作用及其分子机制。

研究主要采用三种关键技术：1）构建过表达3K-SNCA（E35K/E46K/E61K三重突变）的SH-SY5Y细胞模型，通过高内涵成像定量a-synuclein包涵体；2）利用FRET-HTRF^?技术检测a-synuclein聚集体水平；3）通过LysoTracker^?染色和DQ-BSA降解实验评估溶酶体功能。人源iPSC分化的A53T突变多巴胺能神经元由Fujifilm Cellular Dynamics公司提供。

研究结果部分：

1. 1.

   3K-SNCA模型特征：过表达3K-SNCA的SH-SY5Y细胞24小时内即可形成a-synuclein包涵体，并伴随葡萄糖脑苷脂酶(GCase)活性降低50%，重现了PD患者中观察到的溶酶体功能障碍。

2. 2.

   PIKfyve抑制减少a-synuclein聚集：1μM YM201636处理24小时使a-synuclein包涵体减少37%，且该效应依赖溶酶体功能，因为溶酶体酸化抑制剂巴弗洛霉素A1可完全阻断YM201636的作用。

3. 3.

   TFEB核转位机制：YM201636处理显著增加TFEB核定位（增加73%）和溶酶体标志物LAMP1表达，同时增强DQ-BSA降解能力，表明通过PIKfyve-TFEB轴激活了溶酶体生物合成和降解功能。

4. 4.

   分化神经元验证：在视网膜酸分化的3K-SNCA神经元中，YM201636仍可减少23%的a-synuclein包涵体，并上调TFEB靶基因HEXA表达6倍，证实该通路在终末分化神经元中的有效性。

5. 5.

   人源模型验证：在iPSC分化的A53T突变多巴胺能神经元中，7天YM201636处理使a-synuclein包涵体减少19%，LysoTracker^?信号增强19%，证明该策略在人类神经元中的转化潜力。

讨论部分指出，该研究首次系统证实PIKfyve抑制可通过TFEB依赖性机制增强溶酶体清除能力，从而减少不同构象的a-synuclein聚集。值得注意的是，虽然YM201636显著改善了整体溶酶体功能，但未能逆转GCase活性缺陷，提示a-synuclein可能通过内质网应激等途径持续影响特定溶酶体酶的功能。研究为开发靶向PIKfyve-TFEB通路的疾病修饰疗法提供了重要理论依据，YM201636作为已进入ALS临床试验的PIKfyve抑制剂apilimod的结构类似物，具有较好的临床转化前景。该发现不仅适用于散发性PD，对于GBA1突变相关的遗传型PD也可能具有治疗价值。