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RNA加工受阻的影响与应对策略

新药情报编辑 | 2024-10-31 |

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巴塞罗那大学的Genís Campoy-CamposCristina Malagelada团队近期发表了一项重要研究,揭示了RTP801蛋白在阿尔茨海默病(AD进展中的关键作用。已知AD的两大典型病理特征是β-淀粉样蛋白()沉积和tau蛋白过度磷酸化,这两者都可能引发神经纤维缠结。异常蛋白的积累不仅破坏突触功能,还引起神经炎症,最终导致神经元的死亡。然而,大脑中存在未折叠蛋白反应(UPR)等机制来修复或清除这些错误折叠的蛋白质,以维持正常细胞功能,而UPR的一个关键步骤需要X盒结合蛋白1XBP1的激活。

正常情况下,XBP1的激活依赖RNA加工,其中内质网跨膜蛋白IRE1α首先剪切XBP1mRNA,随后通过tRNA连接酶复合体(tRNA-LC)进行拼接。这一过程若受到影响,将导致UPR功能受阻。

此前已有研究指出,RTP801在包括AD在内的多种神经退行性疾病中扮演重要角色,其升高的水平与疾病进展和神经元死亡密切相关。然而,RTP801如何影响AD的进展,以及其是否与RNA加工障碍及UPR的阻碍有关,直到现在尚不清楚。

在这项研究中,巴塞罗那大学的研究人员首次发现RTP801的升高会损害RNA的加工。具体而言,在AD的进程中,RTP801通过与tRNA-LC相互作用,干扰其功能及mRNA连接酶的活性。研究显示,这种干扰破坏了XBP1 mRNA的剪接过程,导致无法通过UPR途径修复异常聚集的蛋白质,并加剧了内含子tRNA的积累,而这些改变对神经元结构产生不利影响,加速了AD的病理发展。相关研究成果已发表在《核酸研究》杂志。

为了深入探讨RTP801AD进展中的作用,研究团队采用质谱分析技术,观察了与RTP801相互作用的蛋白质,结果显示共有43种蛋白质参与了相互作用,其中16种为RNA结合蛋白。进一步的免疫共沉淀实验发现,RTP801tRNA-LC的三个关键成员:HSPC117DDX1CGI-99蛋白结合,这种结合可能会干扰tRNA-LC的功能,并影响其mRNA连接酶活性。

进一步的实验结果表明,敲低RTP801能够提高XBP1 mRNA的剪接效率,增强UPR途径。然而,RTP801的过度表达则导致XBP1u mRNA大量积累,剪接效率显著下降,这一现象在AD患者的海马区域及AD小鼠模型中得到了验证。

AD小鼠的实验中,RTP801的过表达不仅引发了内含子tRNA的积累,还导致了海马神经元的树突分支异常。敲低RTP801使XBP1 mRNA的正常剪接得以恢复,同时减少了内含子tRNA的堆积,改善了神经元的结构完整性。

这项研究表明,RTP801tRNA-LC的干预是AD进展中的关键因素之一,RTP801过表达不仅阻碍了RNA的正常加工,还影响了内质网对异常聚集蛋白的清除能力,导致神经元结构的损害。研究人员认为,抑制RTP801的表达可能成为一种潜在的治疗途径,通过恢复RNA的正常加工,能够延缓或根治AD病理进展。

 



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