TDP-43与HDAC6相互作用导致α-微管蛋白去乙酰化异常进而引发肌萎缩侧索硬化症自噬功能障碍的机制研究

本研究针对肌萎缩侧索硬化症（ALS）中自噬通路异常的关键机制展开探索。研究人员通过sALS患者PBMCs和SH-SY5Y细胞模型，首次揭示TDP-43通过结合HDAC6 mRNA调控其表达，导致α-tubulin异常去乙酰化，进而破坏自噬体-溶酶体融合的双向调节机制。该发现为ALS等神经退行性疾病的治疗提供了新靶点，论文发表于《Neurobiology of Disease》。

　　

在神经退行性疾病研究领域，肌萎缩侧索硬化症（ALS）犹如一个难解的谜题。这种致命的运动神经元疾病平均生存期仅2-5年，98%患者脑中可见TAR DNA结合蛋白43（TDP-43）的异常聚集。更令人困惑的是，尽管TDP-43病理是ALS的核心特征，但其如何导致神经元死亡的分子机制仍不清楚。与此同时，科学家们注意到自噬功能障碍在ALS中扮演重要角色——这个细胞"清洁工"的罢工会导致错误折叠蛋白和受损细胞器堆积。有趣的是，组蛋白去乙酰化酶6（HDAC6）这个独特的细胞质去乙酰化酶，既能被TDP-43调控，又参与微管稳定性和自噬过程，这为解开ALS之谜提供了新线索。

为揭示这些机制，Matteo Bordoni团队在《Neurobiology of Disease》发表了创新性研究。他们采用15例散发性ALS（sALS）患者的外周血单个核细胞（PBMCs）和SH-SY5Y神经母细胞瘤模型，通过RNA免疫沉淀（RIP）证实TDP-43与HDAC6 mRNA的结合，运用RNAscope原位杂交实现单分子水平共定位观察，结合Western blot和免疫荧光分析蛋白表达与定位，并利用siRNA基因沉默技术验证表型。

3.1. TDP-43调节sALS PBMCs中HDAC6表达

研究发现sALS患者PBMCs中HDAC6蛋白水平显著升高，且TDP-43与HDAC6 mRNA结合增强，而mRNA总量不变，提示存在转录后调控。

3.2. TDP-43聚集调控HDAC6表达

在SH-SY5Y细胞中过表达TDP-43导致其胞质聚集，并伴随HDAC6蛋白水平升高，饥饿处理进一步强化该效应。

3.3. TDP-43聚集导致HDAC6 mRNA结合

RIP和RNAscope证实TDP-43过表达使HDAC6 mRNA结合增加1.6倍，饥饿状态下共定位信号增强7.9倍，揭示环境压力加剧这一互作。

3.4. HDAC6升高通过过度α-tubulin去乙酰化导致自噬障碍

HDAC6过表达使乙酰化α-tubulin减少85%，导致微管稳定性破坏，自噬标志物LC3-II/LC3-I比值升高，免疫荧光显示自噬体堆积。

3.5. HDAC6沉默通过α-tubulin过度乙酰化损害自噬

反向实验发现HDAC6敲除使α-tubulin乙酰化异常升高9.1倍，同样导致LC3积累，证明乙酰化水平需精确调控。

这项研究首次绘制出"TDP-43-HDAC6-α-tubulin-自噬"通路的全景图，揭示ALS中自噬障碍的双向调节机制：TDP-43异常聚集通过结合HDAC6 mRNA促进其翻译，导致α-tubulin异常去乙酰化和微管网络破坏；而过度补偿性乙酰化同样有害。该发现不仅解释了sALS患者PBMCs中观察到的自噬体-溶酶体融合障碍，更为重要的是，提出了"精确调节HDAC6活性而非简单抑制"的治疗新策略。由于TDP-43病理也存在于额颞叶痴呆等疾病，这一机制可能具有更广泛的神经退行性疾病治疗意义。未来研究需在运动神经元模型验证该通路，并开发能够微调HDAC6活性的小分子药物。