α-突触核蛋白聚集体通过扣押和附带降解机制抑制ESCRT-III系统：帕金森病发病机制的新视角

本研究揭示了帕金森病中α-突触核蛋白（α-syn）聚集体通过结合ESCRT-III（内体分选复合体）的α-螺旋结构域，引发其功能耗竭的分子机制。研究人员发现α-syn纤维通过"附带降解"途径促使ESCRT-III亚基被蛋白酶体降解，同时破坏内溶酶体膜完整性，形成毒性正反馈循环。该发现为神经退行性疾病中蛋白质错误折叠与细胞质量控制系统的相互作用提供了新见解，发表于《Molecular Cell》。

　　

在神经退行性疾病领域，α-突触核蛋白（α-syn）的异常聚集是帕金森病（PD）的典型病理特征。这些蛋白聚集体不仅自身具有神经毒性，还能在脑内传播并"感染"邻近细胞。更令人困惑的是，临床研究发现内体分选复合体ESCRT-III的组分CHMP2B等蛋白常与α-syn聚集体共定位，但两者相互作用的生物学后果尚不清楚。ESCRT-III复合物是细胞内膜修复的关键执行者，其功能缺陷将导致内溶酶体系统崩溃。Cole S. Sitron等研究团队在《Molecular Cell》发表的研究，首次阐明了α-syn聚集体与ESCRT-III之间的恶性循环如何加剧神经退行性病变。

研究团队综合运用了HEK293细胞模型、原代神经元培养和诱导多能干细胞（iPSC）分化的神经元等多种实验体系。通过荧光共振能量转移（FRET）技术建立了ESCRT功能报告系统，开发了基于分裂mNeonGreen的纤维泄漏检测新方法。结合免疫共沉淀、蛋白质截短分析和生物信息学等手段，系统解析了α-syn与ESCRT-III的相互作用机制。

α-syn聚集体扣押ESCRT-III蛋白

研究发现，在HEK293细胞和原代神经元中，诱导形成的α-syn聚集体能特异性招募CHMP2B等ESCRT-III亚基。通过构建系列缺失突变体，确定CHMP2B第55-96位氨基酸构成的α2螺旋是与α-syn纤维结合的关键区域。该区域富含疏水性氨基酸，不仅能结合α-syn纤维，还能识别Aβ₄₂等其他淀粉样蛋白，提示其可能广泛参与神经退行性疾病的病理过程。

α-螺旋介导的纤维选择性相互作用

体外实验证实，重组CHMP2B蛋白仅与纤维状α-syn发生免疫共沉淀，而与单体无相互作用。通过生物素标记的α2多肽下拉实验，进一步验证了这种结合的特异性。值得注意的是，虽然所有ESCRT-III蛋白都含有类似的α2螺旋，但CHMP6由于独特的豆蔻酰化修饰未能被α-syn聚集体扣押，这解释了不同亚基在聚集体内的分布差异。

附带降解途径消耗ESCRT-III

研究观察到α-syn聚集形成后，CHMP2B等亚基的蛋白水平显著下降。机制研究表明，与聚集体结合的ESCRT-III蛋白被泛素-蛋白酶体系统识别并降解，这一过程被命名为"附带降解"。当α2螺旋发生突变破坏其与α-syn的结合时，CHMP2B的降解被完全阻断，证实该降解途径严格依赖于蛋白聚集体的相互作用。

ESCRT功能缺陷损害内溶酶体稳态

通过Galectin-3 FRET报告系统，研究发现α-syn聚集或直接敲低CHMP2A/B都会导致内溶酶体膜损伤加剧。时间进程实验显示，α-syn聚集先于ESCRT-III蛋白水平的下降，且受损的内溶酶体修复能力显著延缓。这表明ESCRT-III的功能耗竭打破了细胞内膜损伤与修复的平衡。

ESCRT破坏加剧α-syn病理扩散

最关键的发现是，ESCRT-III功能缺陷会形成恶性循环：α-syn聚集体通过扣押和降解ESCRT-III亚基削弱内膜修复能力，导致内溶酶体泄漏，使外源性α-syn纤维逃逸到胞质，进而引发新一轮聚集。在iPSC分化的神经元中，CHMP2B基因编辑显著提高了α-syn病理的易感性。分裂荧光蛋白互补实验直观展示了α-syn聚集细胞中纤维泄漏的增加。

这项研究开创性地揭示了神经退行性疾病中蛋白质聚集体的"双刃剑"效应：不仅通过直接毒性损伤细胞，还通过劫持关键质量控制蛋白引发系统性功能障碍。特别重要的是，发现ESCRT-III的α2螺旋作为淀粉样纤维的通用结合模块，为开发广谱抑制剂提供了新靶点。研究提出的"附带降解"概念可能普遍适用于其他蛋白构象疾病，为理解神经退行性疾病的级联放大机制提供了全新框架。这些发现不仅深化了对帕金森病发病机制的认识，也为开发同时靶向蛋白质错误折叠和细胞质控系统的联合治疗策略指明了方向。