Cell：新研究构建出大脑等组织中迄今为止最完整的蛋白周转图谱

在一项新的研究中，来自哥廷根大学医学中心等研究机构的研究人员绘制了迄今为止最完整的不同蛋白质在身体许多组织中持续存在多长时间的图谱。他们能够确定一种增加蛋白质稳定性从而有利于阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病的机制。研究结果发表在Cell杂志上。

蛋白质确保人体细胞的功能和存活。蛋白质在细胞中形成以执行特定任务，一旦完成这项任务，它们就会再次被分解。如果这一过程被破坏，帕金森病或阿尔茨海默病等疾病就会产生。

这两种疾病的特征都是大脑中神经细胞的破坏，因此被称为神经退行性疾病。虽然帕金森病会导致运动障碍，如颤抖、运动迟缓、平衡问题和肌肉僵硬，但阿尔茨海默病表现为记忆力问题和感知障碍的增加等。

在这两种疾病中，原因都是旧的和受损的蛋白质没有被正确分解，在细胞中积聚并聚集在一起。这些称为蛋白质聚集物的蛋白质团块不能再被身体分解，它们确保神经细胞逐渐被破坏。

在这项新的研究中，哥廷根大学医学中心神经与感觉生理学系组长Eugenio F.Fornasiero博士及其来自耶鲁大学和圣犹达儿童研究医院的同事们绘制了迄今为止最完整的不同蛋白质在身体许多组织中持续多久的图谱。

Fornasiero博士说，“这一广泛的数据集就像是了解不同器官如何管理其蛋白质的蓝图。例如，我们可以看到哪些蛋白质在大脑中快速周转，哪些蛋白质持续时间更长——这为我们提供了关于它们的稳定性及其在神经退行性疾病中的作用的线索。”

研究人员发现，一种将蛋白质“开启”和“关闭”的机制——蛋白质磷酸化，也在蛋白质的稳定中发挥作用。在这个过程中，磷酸基团转移到蛋白质上，导致相应的蛋白质被激活。去除磷酸基团会关闭蛋白质。例如，在患有阿尔茨海默病的小鼠的脑组织中，他们能够证明参与疾病发展的蛋白质“Tau”在某些部位越来越磷酸化。这增加了Tau蛋白的稳定性并延长了其寿命。这反过来又促进了蛋白质聚集物的形成和神经细胞的死亡。

Fornasiero说，“了解磷酸化如何影响蛋白质的稳定性和周转，有助于开发治疗帕金森病和阿尔茨海默病的新新策略。例如，通过预防或逆转这种病理变化来实现这一点。”

除了识别与疾病相关的蛋白质外，了解蛋白质周转及其调控也有助于识别那些特别容易受到衰老过程影响的蛋白质。这也为未来的抗衰老疗法开辟了新的途径。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Wenxue Li et al, Turnover atlas of proteome and phosphoproteome across mouse tissues and brain regions, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.02.021.