Nature：复旦年夜学判定出4种自噬体衔接化合物无望医治亨廷顿跳舞病等polyQ疾病

2019年11月18日讯/BIOON/---亨廷顿跳舞病（Huntington"s disease, HD）是已被最普遍研讨的四种次要神经退行性疾病之一。它的临床症状包含不受掌握的跳舞样行动（即跳舞病）以及认知缺乏和精力异常。鉴于招致这种疾病的亨廷顿卵白渐变体（mutant huntingtin, mHTT, 渐变型HTT）的生化活性尚未表征，是以经过传统药物发明办法发明阻断这些致病性卵白生物活性的克制剂并弗成行。

图片来自Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1722-1。 在一项新的研讨中，来自中国复旦年夜学的研讨人员努力于处理这个成绩。他们制订出一种立异的药物发明办法：应用自噬体衔接化合物（autophagosome-tethering compound, ATTEC）来降解致病性卵白并医治这种疾病。他们停止了一项奇妙设计的挑选：采取了小分子微阵列和前沿光学技巧，胜利地辨认出四种，它们都能特异性地下降惹起亨廷顿跳舞病的卵白。相干研讨成果近期揭橥在Nature期刊上，论文题目为“Allele-selective lowering of mutant HTT protein by HTT–LC3 linker compounds”。论文通信作者为复旦年夜学的Yu Ding传授、Yiyan Fei传授 和Boxun Lu传授。论文第一作者为复旦年夜学的Zhaoyang Li、Cen Wang、Ziying Wang和Chenggang Zhu。

“小分子胶（small molecule glue）”可协助自噬体“吞噬”致病性卵白

鉴于传统办法对mHTT弗成行，是以这些研讨人员提出了一个全新的设法主意，即经过应用自噬---细胞内的卵白降解进程---降解mHTT。在自噬进程中，症结卵白LC3产生脂化并扩大成双膜构造，然后这种双膜构造吞噬卵白、脂质、细胞器和其他降解产品并构成完好的自噬体。自噬体随后与溶酶体交融在一路，自噬体吞噬的物资被降解。

然则，假如产生非特异性加强，自噬会降解一切被吞噬进自噬体的卵白，包含在神经维护中起感化的正常野生型亨廷顿卵白（HTT）。这能够会弄巧成拙。

为了判定出仅降解mHTT而不会降解野生型HTT的化合物，这些研讨人员假想了一种充任“自噬体衔接化合物”（ATTEC）的“小分子胶”，它可以将LC3和mHTT联合在一路，从而使得mHTT被吞噬到自噬体中以便随后蒙受降解。同时，ATTEC不与野生型HTT卵白互相感化，因此不会影响野生型HTT卵白。经过挑选、验证和初步搜刮构造类似的化合物，他们判定出四种具有所需特征的化合物。

在这一点上，这四种判定出的化合物具有将mHTT衔接到自噬体上而不影响野生型HTT的潜力，然则它们能否的确如预期的那样在降解mHTT中起感化，还须要进一步验证。这些研讨人员发明这四种化合物在年夜约10～100纳摩尔浓度下明显下降HD小鼠神经元、HD患者细胞和HD果蝇模子中的mHTT程度，并且对野生型HTT程度的影响很小。令人高兴的是，这四种化合物中至多有两种可以穿过血脑樊篱，而且小剂量腹腔内打针会明显下降HD小鼠皮质和纹状体中的mHTT程度，而不会影响野生型HTT程度。它们还明显改良了疾病相干表型，这就为开辟口服或打针用HD药物供给了切入点。

判定如许的ATTEC是充斥挑衅性的。年夜约2000种化合物中只要一种具有所需的特征。是以，历久以来，发明ATTEC是这个研讨项目标次要妨碍。复旦年夜学的Yiyan Fei传授课题组的介入使这成为能够。Yiyan Fei课题组开辟出一种基于小分子微阵列和斜入射反射率差别（oblique-incidence reflectivity difference, OI-RD）技巧的新型高通量化合物挑选平台，该平台疾速、敏锐、无需标志、高通量。它可以从由不计其数个构成的化学物文库中判定出与靶卵白互相感化的化合物。

这些研讨人员快要4000种小分子化合物压印在芯片上，并让靶卵白质流过芯片。假如样品与固定在芯片上的特定化合物联合，那么该地位的分子层会变厚，这会发生可以经过敏锐的光学办法（即OI-RD）检测到的巨大变更。经过应用这种最先辈的挑选办法，他们发明了两种可以与LC3和mHTT卵白联合但不与野生型HTT联合的小分子。在研讨了一组具有类似构造的后，他们总共判定并验证了四种联合LC3和渐变型HTT的ATTEC。

自噬衔接化合物能够会为药物发明翻开新的窗口

这些研讨人员进一步摸索了这些可以区分渐变型和野生型HTT卵白的内涵机制，个中除了谷氨酰胺反复序列（polyQ）的长度存在差异外，渐变型和野生型HTT卵白简直是雷同的。成果标明这些化合物与仅呈现在mHTT中的过长polyQ片断联合。

基于此，这些研讨人员认识到这些的使用能够远不止于对亨廷顿跳舞病的潜在医治。九种人类疾病被称为polyQ疾病，这是由于它们都是由含有过长polyQ的特定渐变卵白惹起的。在这九种疾病中，III型脊髓小脑共济掉调（spinocerebellar ataxia type III, SCA3）在中国人群中最为罕见。