《先进科学》：山东大学团队发现促进α-Syn蛋白降解的新机制，为帕金森病带来治疗新靶点!

近期，山东大学刘慧青、高成江团队发表了一项重要研究成果。他们揭示了卵巢肿瘤蛋白酶去泛素化酶5（OTUD5）调控α-Syn降解的机制，为PD的治疗提供了新的方向。

具体来说，研究发现，OTUD5可以通过反向调节α-Syn水平，保护多巴胺能神经元免受损伤。机制上，OTUD5调节α-Syn水平并不依赖于自身的去泛素化酶活性，而是作为适配蛋白，通过招募E3泛素连接酶NEDD4，来促进α-Syn的K63连接的多泛素化，并通过内体溶酶体途径实现对α-Syn的降解。

研究发表在Advanced Science上。

既往研究显示，α-Syn降解方式多与泛素化有关。泛素化是一个可逆过程，受到E3泛素连接酶和去泛素化酶的调控。其中多项研究已经证实，E3泛素连接酶NEDD4可促进α-Syn的K63连接的多泛素化，从而通过内体溶酶体途径对α-Syn进行降解。但是关于去泛素化酶是否能调控α-Syn降解，以及其背后的分子机制还不清楚。

OTUD5作为一种去泛素化酶，不仅可以在包括大脑在内的多种器官中表达，还有增强抗病毒感染和抗肿瘤免疫的功能。更重要的是，有研究显示，PD患者存在OTUD5表达降低的现象，因此，研究人员猜测，OTUD5或许能通过调控α-Syn降解，来影响PD病理进程。

为了验证这一猜想，研究人员进行了体外功能试验，结果发现，过表达OTUD5可以减少SH-SY5Y细胞（PD细胞模型）中α-Syn的蛋白水平，相反，敲低OTUD5则显著增加了SH-SY5Y细胞中α-Syn的蛋白水平。这提示，OTUD5可以反向调节α-Syn蛋白水平。而进一步的实验发现，OTUD5反向调节α-Syn蛋白水平是通过加速α-Syn降解途径来实现的。

OTUD5加速α-Syn降解

鉴于泛素-蛋白酶体途径和溶酶体途径是调节α-Syn降解的两大途径。利用选择抑制剂，即使用MG132来抑制蛋白酶体功能，使用氯喹抑制内体溶酶体功能，使用3-甲基腺嘌呤抑制自噬后，研究人员发现，OTUD5调控α-Syn的降解过程只有在使用氯喹时被阻断，这表明OTUD5促进α-Syn降解主要是通过内体溶酶体途径。

OTUD5促进α-Syn降解主要是通过内体溶酶体途径

随后通过将编码OTUD5和酶活性突变体OTUD5的质粒转染到SH-SY5Y细胞中，研究人员发现，无论是过表达OTUD5还是OTUD5突变体，都可以显著降低α-Syn的蛋白水平。这说明，OTUD5虽然是一种去泛素化酶，但其调控α-Syn的降解过程与自身酶活性无关。更重要的是，接下来的体内外实验均证实，过表达OTUD5显著增加了α-Syn的多泛素化。

过表达OTUD5显著增加了α-Syn的多泛素化

进一步，机制上，研究人员发现，OTUD5可作为适配蛋白，可通过招募E3泛素连接酶NEDD4，并与其结合，来促进α-Syn的K63连接的多泛素化，并最终通过内体溶酶体途径实现对α-Syn的降解。

机制结果

最后，研究还建立了OTUD5敲除PD小鼠模型，并探究了OTUD5对小鼠多巴胺能神经元的影响。

结果发现，在多巴胺能神经元中特异性敲除OTUD5，会进一步增加病理性聚集α-Syn的水平，加剧α-Syn病理引发的多巴胺能神经元退行性病变（小鼠运动障碍明显，多巴胺能神经元丧失明显）。这也意味着，OTUD5可通过减少α-Syn的积累，起到保护多巴胺能神经元的作用。

敲除OTUD5加剧小鼠退行性病变

总之，该研究揭示了，OTUD5主要通过促进α-Syn的K63连接的多泛素化，来调节α-Syn的降解，进而发挥保护多巴胺能神经元的作用。该研究结果不仅证实了OTUD5有成为PD等神经退行性疾病治疗靶点的潜力，也为PD的治疗提供了新的方向。