《Trends Open》：Oxidation sensitivity of deubiquitylases as amplifiers of brain aging
大脑衰老以蛋白质质量控制逐渐衰退和氧化应激水平上升为特征，然而这两大衰老标志之间的功能联系仍知之甚少。近期研究发现，尽管衰老脊椎动物大脑中去泛素化酶（deubiquitylases，DUBs）的酶蛋白水平保持稳定，其负责移除和重塑泛素标签的酶活性却出现下降。关键在于，这种活性丧失在恢复更为还原性的细胞环境后可部分逆转。研究人员提出，衰老驱动了DUBs从生理性氧化还原调控向持续性氧化抑制的转变。这一转变破坏了泛素依赖性蛋白质稳态，形成一种前馈循环，可能加剧与年龄相关的神经退行性病变。因此，氧化还原敏感性DUBs可能代表大脑衰老中一个关键且可逆的阶段，并成为治疗干预的极具吸引力的靶点。
大脑衰老中的蛋白质稳态衰退：超越蛋白酶体功能障碍的视角
蛋白质稳态（proteostasis）的维持是细胞功能贯穿生命周期的核心要求。神经元因其长寿性、高代谢需求、有限的再生能力以及复杂的形态结构，对蛋白质质量控制紊乱尤为敏感。其终末分化特性进一步限制了通过细胞分裂稀释受损或错误折叠蛋白的能力。因此，大脑衰老的一个标志性特征是蛋白质稳态的进行性衰退，伴随受损组分的清除障碍，导致错误折叠和泛素化蛋白的积累，进而引发细胞功能障碍、突触损伤，最终导致神经退行性病变。
当前关于衰老相关蛋白质稳态失败的理解大多聚焦于泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin–proteasome system，UPS）的功能障碍，尤其是蛋白酶体功能的丧失。大量研究表明，蛋白酶体降解能力随年龄增长而在各组织和模式生物中下降，导致多聚泛素化底物和蛋白聚集体的积累，在大脑中尤为显著。然而，这些观察虽然确立了蛋白酶体损伤是衰老中蛋白质稳态崩溃的关键驱动因素，却未能完全解释衰老生物体中观察到的更广泛的泛素依赖性过程重塑。一个重要的未解问题是：年龄相关的泛素稳态（ubiquitin homeostasis）变化——即维持适当的细胞泛素水平及其在游离态与蛋白结合态之间的分布——究竟仅仅源于蛋白酶体降解能力的下降，还是也源于调控泛素修饰、循环和可用性的酶的功能损伤。
研究人员认为，蛋白质稳态的丧失还由衰老大脑中活性氧（reactive oxygen species，ROS）的积累所驱动，导致去泛素化酶（deubiquitylases，DUBs）催化半胱氨酸的选择性且部分可逆的氧化。蛋白质稳态还依赖于自噬-溶酶体系统，该系统通过降解不适合蛋白酶体降解的蛋白聚集体和受损细胞器来补充UPS的功能，这一通路在长寿命的终末分化神经元中尤为重要。其他模型则强调年龄依赖性染色质重塑和应激反应能力下降是蛋白质稳态衰退的促成因素。研究人员提出，氧化还原敏感的DUB功能障碍可能补充并放大这些过程。
新兴证据表明，早期的亚致死性细胞应激，尤其是氧化应激，可能作用于蛋白酶体活性改变的上游。毒物兴奋效应（hormesis）概念认为，适度的氧化应激可通过触发适应性细胞应激反应而在衰老过程中发挥有益作用。相反，随着氧化应激随年龄积累，其对健康的不利影响日益显著，可能成为认知衰退和神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）的关键机制之一。理解从适应性氧化还原信号（redox signaling）——即可逆氧化调控细胞反应的机制——向有害氧化应激的转变如何影响蛋白质质量控制，已成为当前生物医学研究的重要焦点，因为衰老伴随泛素稳态的广泛重塑和DUB活性的改变，近期证据也表明脊椎动物大脑中一部分DUB直接受到年龄相关硫醇氧化（thiol oxidation）的损害。
ROS可能作为线粒体呼吸的副产物而产生，在衰老过程中微妙增加，并可在不可逆损伤发生之前就改变蛋白质结构和酶活性。因此，研究人员提出，氧化还原失衡可能并非仅仅是细胞衰退的下游后果，而是可能启动一个自我强化的恶性循环：氧化损伤破坏泛素系统功能，而受损的蛋白质稳态和泛素稳态又进一步增强氧化应激和神经元功能障碍。近期工作表明，衰老脊椎动物大脑中一部分半胱氨酸依赖性DUB的活性下降，尽管其蛋白丰度基本保持不变，且部分活性丧失可通过恢复还原条件而逆转。这些发现支持了年龄相关氧化还原失衡与泛素调控改变之间的机制联系。
在此背景下，研究人员认为氧化应激不仅影响蛋白质降解本身，还可能影响负责编辑、重塑和循环泛素信号的酶促机制。氧化还原敏感的DUBs代表了一个未被充分认识且潜在可逆的调控层，将氧化应激与衰老相关的蛋白质稳态变化联系起来。研究人员并非主张DUB氧化是蛋白质稳态衰退的唯一原因，而是提出选定DUB的持续性氧化抑制可能在氧化还原控制随年龄恶化时放大泛素稳态的紊乱。
泛素密码重塑与DUBs
超越其在蛋白质降解中的经典作用，泛素系统通过一个高度动态且连接特异性的修饰系统——通常被称为“泛素密码”（ubiquitin code）——调控广泛的细胞过程，包括信号转导、运输、DNA修复和应激反应。泛素可作为单个部分附着于底物蛋白，或组装成通过其七个赖氨酸残基或N端甲硫氨酸形成的不同连接类型的多聚泛素链。这些连接特异性泛素修饰编码不同的功能结果：K48连接链经典地靶向蛋白质进行蛋白酶体降解，而K63等其他连接介导非降解性过程，包括信号转导和内吞作用。
该密码的解读和重塑关键依赖于DUBs，其中许多表现出显著的连接特异性。DUBs构成一个多样化的蛋白酶家族，催化泛素从底物蛋白上的移除或加工，从而补充游离泛素池并调控泛素依赖性信号通路。在哺乳动物中，约100种DUBs根据催化机制分为几个家族，包括半胱氨酸蛋白酶类的泛素特异性蛋白酶（ubiquitin-specific proteases，USPs）、卵巢肿瘤结构域蛋白酶（ovarian tumor domain proteases，OTUs）、泛素C端水解酶（ubiquitin C-terminal hydrolases，UCHs）、马查多-约瑟夫病蛋白酶（Machado–Joseph disease proteases，MJDs），以及JAB1/MPN/Mov34金属酶家族的锌依赖性金属蛋白酶。功能上，DUBs在泛素系统的多个层面运作：加工泛素前体、从偶联物中循环泛素、编辑或解组装多聚泛素链。通过这些活动，DUBs动态平衡E1（泛素激活酶）、E2（泛素偶联酶）和E3（泛素连接酶）的泛素偶联作用，并塑造泛素信号输出和稳态。因此，它们参与几乎所有泛素依赖性细胞过程，包括蛋白酶体降解、内吞作用、NF-κB（核因子κB）信号转导和DNA修复。
值得注意的是，大多数DUBs依赖催化半胱氨酸残基，这些残基固有地对氧化还原修饰敏感。即使是ROS的适度增加也能损害DUB活性，表明氧化应激可能在细胞功能障碍的非常早期阶段就影响泛素信号。因此，DUB活性的氧化损伤不太可能均匀地破坏蛋白质稳态。相反，它选择性地改变泛素链结构和信号通路，影响多个衰老标志，包括蛋白质稳态丧失、线粒体功能障碍、基因组不稳定、营养感知失调、表观遗传修饰和细胞衰老。
氧化应激和DUB功能障碍可能形成强化循环，其中氧化还原依赖的DUB活性损伤可破坏线粒体质量控制、抗氧化反应和炎症信号通路，从而促进额外的ROS积累。在依赖持续蛋白质稳态和代谢平衡的长寿命神经元中，这种反馈机制可能逐渐将适应性应激反应转向慢性功能障碍和蛋白质稳态崩溃。
半胱氨酸DUBs的化学脆弱性
氧化代谢带有ROS产生的隐藏代价。如果不加以对抗，ROS可损伤核酸、脂质和蛋白质。在氨基酸侧链中，含硫残基尤其容易被氧化。半胱氨酸的硫醇基（-S-H），尤其是其还原性硫醇盐形式（-S?），可经历氧化修饰，包括二硫键形成（-S-S）、S-谷胱甘肽化（-S-SG）、亚磺酰化（-S-OH），以及进一步氧化为亚磺酸（-S-O?H）或磺酸状态（-S-O?H）。由于这些修饰改变了硫醇盐的反应性，它们可直接调节或损害半胱氨酸依赖性酶的活性。这种氧化还原敏感性并非DUBs独有，因为催化半胱氨酸也存在于E1和E2酶以及HECT型（与E6-AP羧基末端同源）和RBR型（RING-between-RING）E3泛素连接酶中，从而使泛素系统的其他组分也成为潜在的氧化还原靶点。此外，蛋白酶体本身对氧化应激敏感，26S蛋白酶体特别容易受到氧化诱导的活性丧失。
大多数DUBs的一个关键特征是其依赖催化半胱氨酸残基，该残基必须以还原性硫醇盐状态存在才能对泛素-底物偶联物进行亲核攻击。这一化学要求使DUB蛋白酶和其他半胱氨酸依赖性蛋白酶固有地对细胞氧化还原环境的波动敏感。因此，即使是ROS的适度增加也能损害DUB活性，使半胱氨酸依赖性DUBs成为氧化还原失衡的早期分子靶点之一。这种敏感性已在几种DUBs中得到证实，其中催化半胱氨酸的氧化抑制酶活性并改变泛素信号输出。
一个突出的例子是USP1，一种通过去泛素化增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）来调控DNA损伤耐受通路的DUB。在基础条件下，USP1维持PCNA处于大部分去泛素化状态，从而防止跨损伤合成（translesion synthesis，TLS）聚合酶的意外招募。在氧化性DNA损伤时，ROS促进USP1中催化半胱氨酸残基的可逆氧化，瞬时抑制其活性而无需改变蛋白丰度。因此，单泛素化PCNA积累并促进TLS聚合酶的招募以绕过氧化损伤。这一机制直接将PCNA泛素化和DNA损伤耐受与细胞氧化还原状态偶联。
总的来说，DUBs中催化硫醇的氧化可导致酶失活和泛素信号网络的破坏。重要的是，这创造了一种传统的基于丰度的蛋白质组学分析无法捕获的隐性酶功能障碍形式。与此模型一致，研究人员近期鉴定了一部分氧化还原敏感DUBs，它们因硫醇氧化增加而在衰老过程中表现出活性下降。这种活性丧失可在体外被还原剂（如1,4-二硫苏糖醇）和体内脑渗透性抗氧化剂逆转。例子包括与神经退行性病变相关的DUBs，如泛素C端水解酶1（ubiquitin C-terminal hydrolase 1，UCHL1）和UCHL5，支持了氧化还原依赖性DUB活性调节在生理上相关且潜在可靶向的概念。与此一致，其他研究报道了小鼠大脑衰老过程中可逆性亚磺酰半胱氨酸氧化的增加。
从适应性氧化还原控制到氧化性DUB抑制
反应性半胱氨酸残基不仅化学上脆弱，还使动态调控控制成为可能。在许多信号传导背景下，催化半胱氨酸的可逆氧化作为响应细胞信号的生理机制来调节酶活性。在这一框架内，硫醇氧化充当可逆的调控开关，使细胞能够适应波动的氧化还原条件而不必损害蛋白质完整性。
在衰老过程中，ROS的持续增加加上抗氧化能力的下降，可能将平衡从适应性氧化还原调控转向持续性和适应不良的硫醇氧化。在这些条件下，可逆氧化硫醇状态（包括二硫键、S-谷胱甘肽化和亚磺酰酸）可能在抗氧化和硫醇修复系统不足以有效地将催化半胱氨酸恢复至还原状态时积累。随着氧化负担的增加，催化半胱氨酸可能进一步向亚磺酸和磺酸状态发展，这些状态在生理条件下难以逆转或不可逆。在这些条件下，包括DUBs在内的半胱氨酸依赖性酶可能变得慢性受损，可能逐渐走向越来越不可逆的活性丧失，尽管蛋白丰度保持不变。
这一区别对解释衰老中的DUB功能障碍具有重要意义。虽然瞬时氧化还原调控可能支持适应性信号传导，但持续性硫醇氧化逐渐侵蚀DUB网络中的催化能力。由于催化半胱氨酸的氧化修饰不一定触发蛋白质降解，DUBs最终在酶活性大幅丧失的情况下仍可被检测到，形成一种隐性酶功能障碍。研究人员提出，年龄相关的生理可逆窗口收窄可能逐渐重塑泛素信号网络，并将动态调控机制转化为蛋白质稳态衰退的放大器。
衰老和神经退行性病变中的DUB功能障碍
与此假说一致，多种DUBs已被牵涉到神经退行性疾病中，支持了DUB功能受损不仅在机制上合理而且在生物学上相关的观点。这些酶调控与已确立的衰老标志密切对应的神经元过程，包括蛋白质稳态、线粒体质量控制、DNA修复和基因组稳定性、炎症信号传导、营养感知和应激适应。来自秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的证据也将DUBs与生物体衰老联系起来：USP7同源物MATH-33通过DAF-16调控寿命和应激抵抗。在果蝇（Drosophila）中，USP7耗竭缩短寿命并降低应激抵抗，而在秀丽隐杆线虫中，衰老与DUB活性增加和蛋白质泛素化减少相关，DUB抑制可延长寿命。饮食限制还可保存衰老过程中的蛋白质稳态，引发DUB活性是否促成此类延寿干预的问题。
在神经系统中研究最广泛的DUB之一是UCHL1（PGP9.5），一种神经元富集酶，与多种神经退行性疾病有关，最突出的是帕金森病和阿尔茨海默病。近期研究表明，UCHL1中的特定残基（尤其是Cys152）高度易受氧化修饰，这些位点的氧化促进结构去稳定化和疏水核心的暴露，驱动该蛋白的错误折叠和聚集及其在路易体（Lewy bodies）中的积累。此外，蛋白酶体相关DUBs如USP14和UCHL5调控泛素循环和蛋白酶体持续性，将DUB活性与年龄相关蛋白质稳态衰退相关的机制联系起来。
其他与帕金森病有关的DUBs在线粒体质量控制背景下发挥作用。USP30和USP15对抗Parkin介导的受损线粒体泛素化。通过从线粒体底物上移除泛素，这些DUBs作为线粒体自噬（mitophagy）的负调控因子。这种平衡的破坏可能损害线粒体周转并促进功能障碍线粒体的积累，这是帕金森病发病机制的核心特征。
DUBs在与阿尔茨海默病相关的通路中也发挥关键作用。USP9X被牵涉到tau稳定性的调控中，而其他DUBs影响淀粉样前体蛋白的加工和运输。此外，CYLD（圆柱瘤病蛋白），一种参与NF-κB信号传导的DUB，与神经炎症相关，后者是多种神经退行性疾病的突出特征。USP1、USP7和BRCC36（BRCA1/BRCA2复合物亚基3，也称为BRCC3）等DUBs也参与DNA损伤反应和基因组维持，将泛素编辑改变与另一个衰老标志联系起来。
总的来说，这些发现将DUBs定位为潜在的调控控制点，通过它们，氧化还原失衡可能影响多个衰老标志而非单一疾病通路。然而，单个DUBs受硫醇氧化直接影响的程度仍高度可变。虽然一些DUBs在催化半胱氨酸处表现出明确的氧化还原敏感性，其他DUBs则通过蛋白质稳态、线粒体功能、基因组维持、营养信号或炎症通路的更广泛改变而间接受到影响。因此，区分直接氧化还原敏感的DUBs与继发性下游效应对于确定治疗靶点至关重要。
维持DUB活性的硫醇修复网络
为对抗氧化应激，细胞采用相互关联的抗氧化和硫醇修复系统来维持氧化还原稳态并保存半胱氨酸依赖性蛋白质的功能完整性。核心组分包括还原型谷胱甘肽（glutathione，GSH）、硫氧还蛋白（thioredoxin，TRX）系统、NADPH依赖性还原酶和转录因子NRF2（核因子红细胞2相关因子2），它们共同解毒ROS并逆转氧化性半胱氨酸修饰。
GSH是主要的细胞内低分子量抗氧化剂，直接清除ROS，同时作为谷胱甘肽过氧化物酶（GPXs）和谷氧还蛋白的辅因子。重要的是，GSH可通过S-谷胱甘肽化可逆地修饰氧化半胱氨酸残基，从而保护蛋白质免受不可逆的过度氧化。TRX/硫氧还蛋白还原酶系统通过以NADPH依赖性方式还原氧化蛋白硫醇和二硫键来平行运作。这些系统共同持续恢复氧化的催化硫醇并维持半胱氨酸依赖性酶的功能状态。其他抗氧化酶，包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、GPXs和过氧化物氧还蛋白（peroxiredoxins，PRXs），可解毒ROS并限制氧化损伤。与GPXs一样，PRXs还原过氧化氢和有机氢过氧化物，但依赖由TRX系统再生的催化半胱氨酸。因此，细胞抗氧化防御的相当大一部分汇聚于NADPH依赖性硫醇修复和循环通路。
在转录水平上，氧化应激激活NRF2，这是细胞氧化还原适应和硫醇稳态的主调控因子。NRF2诱导参与GSH合成和再生的基因（SLC7A11、GCLC、GCLM和GSR）、TRX系统（TXN、TXNRD1和SRXN1）、ROS解毒（GPXs、GSTs和HMOX1）以及蛋白质稳态通路（包括蛋白酶体亚基和组装因子）的基因。NRF2还通过诱导G6PD、PGD、ME1和IDH1等酶支持NADPH产生，从而将抗氧化防御与硫醇循环能力偶联。
重要的是，这些硫醇修复系统的能力在大脑衰老和神经退行性病变过程中逐渐下降。在帕金森病和阿尔茨海默病等疾病中已报道NRF2信号传导减少、GSH稳态受损和氧化应激增加。由于半胱氨酸依赖性DUBs需要还原性催化硫醇盐才能发挥活性，抗氧化和硫醇循环通路的退化可能早在蛋白毒性崩溃显现之前就直接损害泛素信号。从这个角度来看，抗氧化和硫醇修复系统不应仅仅被视为被动的ROS缓冲机制，而应被视为保存泛素系统酶完整性和可逆性的主动维护网络。
治疗机遇：恢复硫醇稳态
当前旨在恢复衰老和神经退行性疾病中硫醇稳态的策略大致分为三类：直接抗氧化剂补充、增强内源性GSH合成以及激活NRF2依赖性抗氧化和硫醇修复通路。然而，直接抗氧化剂补充的临床疗效有限，部分原因是许多化合物口服生物利用度差、细胞摄取受限、代谢迅速以及血脑屏障穿透有限。即使是维生素C，虽然是一种强效抗氧化剂，也仅以其氧化形式（脱氢抗坏血酸）到达神经元，随后被内源性抗氧化系统（如GSH或NADPH依赖性酶）还原，从而至少部分抵消了其原位抗氧化潜力。
直接GSH补充因肠道吸收差和细胞摄取低而无法有效增加细胞内水平。因此，许多抗氧化策略依赖半胱氨酸前体药物来提供限速前体L-半胱氨酸，从而增强内源性GSH合成。这些前体药物优于半胱氨酸本身，因为半胱氨酸化学性质不稳定且容易氧化为高度不溶的胱氨酸。
γ-谷氨酰半胱氨酸（γ-Glu-Cys）是GSH的直接前体，仅需GSH合成酶即可转化为GSH。值得注意的是，γ-Glu-Cys容易穿过血脑屏障，在阿尔茨海默病小鼠模型中，膳食补充γ-Glu-Cys通过增加总GSH并减少氧化应激和神经元凋亡来改善空间记忆。
研究最广泛的半胱氨酸前体药物是N-乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine，NAC），已在与氧化应激和GSH耗竭相关的疾病（包括帕金森病和阿尔茨海默病）中被广泛研究。NAC比γ-Glu-Cys更容易合成，并在动物研究和各种适应症的小型临床试验中显示出作为GSH前体的功效；然而，结果在重复时往往不一致。一个可能的解释是NAC的生物利用度相对较低，加上剂量和给药途径的差异。帕金森病的临床研究支持了这一点，其中静脉注射（IV）和IV/口服联合给药比单独口服给药产生了更稳健的临床获益。
另一种替代方案是N-乙酰半胱氨酸乙酯（N-acetylcysteine ethyl ester，NACET），一种具有显著改善药代动力学特性的修饰半胱氨酸前体药物。由于其更高的疏水性，该分子穿过质膜的效率远高于NAC。与NAC相比，NACET表现出约十倍高的生物利用度和显著改善的膜通透性。口服时，它从胃肠道迅速吸收并以亲脂性物质进入细胞。在细胞内，它被去酯化为更亲水的NAC，然后被截留在细胞中并缓慢转化为半胱氨酸，从而充当半胱氨酸前体药物。对大鼠使用等效剂量的NAC或NACET进行急性或慢性治疗表明，只有NACET能显著增加大多数研究组织（包括大脑和视网膜）中的GSH含量。
除了直接ROS清除外，NRF2的激活代表了一种有吸引力的策略，因为它协调诱导内源性抗氧化、解毒和硫醇修复通路，而非针对单个ROS物种。萝卜硫素（Sulforaphane）是十字花科蔬菜（如西兰花芽）中发现的一种生物活性化合物，因其能够穿过血脑屏障并激活NRF2通路而成为一种强效神经保护剂。它在减轻阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病中的神经炎症和氧化应激方面特别有效。然而，在体内模型中，萝卜硫素通常通过腹腔注射给药，因为其生物利用度差且代谢和排泄迅速。
作为天然诱导剂的替代方案，富马酸二甲酯（dimethyl fumarate，DMF）是激活NRF2通路的一种成熟药理学策略。DMF已被监管机构批准用于治疗多发性硬化症，作为一种亲电体，通过半胱氨酸残基的琥珀酰化使KEAP1失活。
然而，DMF的功效不仅限于NRF2依赖性抗氧化反应；该化合物通过平行机制发挥显著的神经保护作用。其中，抑制NF-κB信号通路显著减少促炎细胞因子的产生，而激活羟基羧酸受体2有助于中枢神经系统内免疫细胞的表型调节。最近，DMF还被证明通过直接结合GAPDH干扰细胞能量代谢，从而抑制有氧糖酵解并限制促炎淋巴细胞克隆的激活。
与萝卜硫素相比，DMF具有临床实践中已有的口服制剂和良好表征的药代动力学特征的优点。然而，其安全性有一定局限性，长期使用与淋巴细胞减少风险相关，包括罕见但严重的并发症如进行性多灶性白质脑病。重要的是，由于DMF作为亲电性硫醇反应性化合物，原则上它也可能修饰DUBs或其他硫醇依赖性酶中的催化半胱氨酸。此类反应是否干扰氧化DUB活性的恢复仍不清楚，值得进一步研究。
值得注意的是，近期工作表明，NACET给药可逆转衰老和糖尿病视网膜病变小鼠模型中的氧化应激表型，同时通过KEAP1传感器残基的半胱氨酸化激活NRF2。有趣的是，NRF2激活在衰老组织中优先观察到，表明NACET可能在不诱导健康组织还原应激的情况下恢复氧化还原稳态。近期证据表明，NACET治疗与衰老大脑中NRF2表达增加和DUB活性恢复相关，支持了硫醇导向干预除了改善氧化还原稳态外还可能恢复泛素系统功能某些方面的可能性。
与NRF2激活剂（如萝卜硫素或DMF）相比，NACET可能提供一种恢复硫醇稳态的有用方法，因为它结合了改善的生物利用度和脑穿透性，同时具有ROS清除、支持GSH合成和NRF2激活的功能。因此，NACET可能通过几种协同方式恢复维持DUB催化活性所需的更广泛硫醇修复环境。然而，这些效应并非DUB特异性的，因为NACET也影响谷胱甘肽合成、NRF2信号传导、线粒体功能和其他氧化还原敏感通路。
具有类似特性的NACET替代品是N-乙酰半胱氨酸酰胺（N-acetylcysteine amide，NACA）。NACET和NACA都通过中和羧基并增加亲脂性来克服NAC的药代动力学局限性。然而，它们在细胞内代谢和递送半胱氨酸的效率方面存在显著差异。NACET被细胞内酯酶迅速水解，而NACA化学性质更稳定，导致半胱氨酸转化更慢且效率较低。NACET迄今有前景但有限的临床前数据现在应予以扩展。两种化合物都应在合适的体外和体内模型中测试神经功能和神经可塑性，在年龄相关氧化应激条件下（如慢性升高的神经活动或神经退行性疾病模型），以确定衰老大脑中DUB恢复的生理意义。迄今为止，两种化合物都缺乏临床证据。
总的来说，这些观察支持了恢复硫醇稳态可能提供一种在衰老过程中保存DUB活性和泛素依赖性蛋白质稳态的方法的概念。然而，硫醇导向干预能否持久恢复衰老大脑中的氧化还原敏感DUB网络，仍是一个重要的未解问题。
结论与未来展望
氧化性DUB功能障碍是驱动大脑衰老还是仅仅反映增加的细胞应激仍属未知。回答这一问题需要直接测量体内DUB活性及其氧化状态的方法，因为基于丰度的方法不太可能捕获可逆的催化损伤。研究人员提出，半胱氨酸依赖性DUBs的氧化代表了一种将氧化还原失衡与蛋白质稳态衰退和其他衰老标志联系起来的潜在可逆机制。未来工作应确定哪些DUBs最易受氧化影响，以及恢复硫醇稳态是否能在衰老过程中保存其活性。
一个关键挑战将是研究DUB氧化是否先于泛素稳态和蛋白质稳态的下游变化，还是作为更广泛的年龄相关细胞功能障碍的后果而发生。结合基于活性的DUB分析、半胱氨酸氧化测量、泛素链结构、蛋白酶体活性、自噬和细胞氧化还原状态的纵向研究应有助于解决这一时间关系。将此类分析扩展到不同脑区和细胞类型也很重要，因为神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞在氧化还原代谢和蛋白质稳态需求方面存在显著差异。
建立因果关系需要超越相关性的方法。对单个氧化还原敏感DUBs的遗传操作，理想情况下包括氧化敏感性改变的变体，可以确定维持DUB活性是否足以在衰老过程中保存泛素稳态和细胞功能。同时，这些实验应考虑平行的氧化还原敏感通路，因为氧化应激也影响蛋白酶体、自噬、线粒体、分子伴侣和泛素系统的其他组分。
DUB氧化的可逆性可能仍为干预提供机会。硫醇导向化合物如NACET可帮助确定恢复细胞氧化还原环境是否能在衰老过程中保存DUB活性。然而，由于此类化合物也影响GSH合成、NRF2信号传导、线粒体功能和其他氧化还原敏感通路，其效应目前不能特异性地归因于DUB恢复。因此，在考虑临床转化之前，将这些干预与DUB活性的直接测量和通路特异性遗传方法相结合至关重要。在这篇观点文章中，一个特别有用的下一步将是在可全程跟踪氧化还原状态、DUB活性、蛋白质稳态和生物体功能的衰老模型中研究这些关系。秀丽隐杆线虫非常适合这一目的，因为其短寿命可与定量健康跨度测量、体内氧化还原报告子和已建立的年龄依赖性神经元可塑性测定相结合。此外，已建立的淀粉样蛋白-β和α-突触核蛋白蛋白毒性秀丽隐杆线虫模型提供了测试氧化还原敏感DUB功能保存是否也增加对疾病相关蛋白应激的抵抗力的机会。总之，这些研究应确定氧化还原敏感DUBs是蛋白质稳态衰退的驱动因素、放大器还是生物标志物，以及其氧化是否定义了大脑衰老的可逆阶段。确定这种氧化还原可逆窗口在整个生命周期中是否存在，最终可能揭示何时干预仍能保存蛋白质稳态和神经元功能。回答这些问题将确定可逆DUB氧化是否代表年龄依赖性氧化还原失衡与蛋白质稳态进行性丧失之间的机制联系。更广泛地说，确定该调控轴何时以及如何变得可逆，可能揭示保存神经元韧性和延缓从健康大脑衰老向神经退行性疾病转变的新机会。
