現任職于中科院上海有機化學研究所和哈佛醫學院的袁鈞瑛(Junying Yuan)教授多年從事于細胞凋亡機制的研究,是世界細胞凋亡研究領域的*之一,并且是世界上*個細胞凋亡基因的發現者。該發現為世界細胞凋亡研究領域奠定了研究基礎,引發了世界上眾多的實驗室從不同的角度開始對細胞凋亡進行系統的研究,也為她當時的研究生導師Horvitz教授獲得2002年的諾貝爾獎做出了重要貢獻。
8月份,袁鈞瑛教授帶領的研究小組接連在《Science》和《Genes&Development》等期刊上發表兩項重要研究成果。
肌萎側索硬化癥是一種由于大腦皮質、腦干、脊髓的運動神經元進行性變性,導致肌肉無力、萎、言語、吞咽、呼吸功能障礙的精神變性疾病。有5%-10%的ALS患者是家族性ALS,另外90-95%的患者無家族史,為散發性ALS。當前發現的ALS相關基因包括有超氧化物歧化酶1(SOD1)基因、膜泡關聯膜蛋白相關蛋白B(VAPB)基因、SETX基因、ALS2基因、FIG4基因、共濟失調蛋白-2(ATNX2)基因、SPG11基因、血管生成素(ANG)基因、反式激活反應-DNA結合蛋白(TARDBP)基因、肉瘤熔合(FUS)基因、視神經蛋白(OPTN)基因、VCP基因和泛素-2(UBQLN2)基因等。研究發現,OPTN突變與家族性和散發性ALS有關聯。但目前對于這一蛋白在中樞神經系統(CNS)中的作用以及它促成ALS病理的機制尚不清楚。
壞死性凋亡是近年來發現的一種新的細胞死亡形式,它在向細胞下達死亡指令的同時,刺激了一種炎癥反應讓免疫系統知道出現了一些問題。然而,當這一細胞死亡信號通路開始出現失控時,它可以導致炎癥性疾病。壞死性凋亡還牽涉到神經退行性疾病、失血引起的腦損傷,以及某些病毒感染。壞死性凋亡主要是通過RN途徑所調控,這一調控途徑包含:受體相互作用蛋白激酶1(RIPK1)和RIPK3激酶相關作用形成壞死復合體(necrosome),并且通過RIPK3所調控的磷酸化作用使MLKL活化,活化后的MLKL從細胞漿轉移到細胞膜并使細胞膜完整性破壞,zui終導致細胞壞死。
8月5日在《Science》發表的一篇文章中,研究人員發現optineurin通過調控RIPK1的周轉抑制了RIPK1依賴性的信號。喪失OPTN可通過中樞神經系統中一些凋亡性壞死機器,包括RIPK1、RIPK3和MLKL的作用導致進行性髓鞘形成障礙和軸突退行性病變。并且,在SOD1G93A 轉基因小鼠和來自人類ALS患者的病理樣本中常可看到RIPK1和RIPK3介導的軸突病理學。
因此,研究結果表明RIPK1 和RIPK3在介導進行性的軸突退行性病變中發揮了至關重要的作用。此外,抑制RIPK1激酶或可為治療以軸突退行性病變為特征的ALS和其他人類退行性疾病提供了一種軸突保護策略。
泛素蛋白酶體系統(UPS)和自噬是兩種重要的細胞內降解機制,介導細胞內蛋白質組互補體系的通量。同時激活UPS和自噬,可能為錯誤折疊蛋白的清除,提供了一種強大的策略。然而,目前還不清楚的是,UPS和自噬是否是通過一種共同的調控機制而得以控制。K48通過USP14的泛素化已知可抑制UPS。
8月1日在《Genes&Development》雜志上發表的一項研究中,袁鈞瑛院士帶領的研究小組表明,USP14通過負向控制Beclin 1的K63泛素化,而調控著自噬。此外,該研究小組發現,Akt 介導的磷酸化對USP14的激活,可為Akt提供一種機制,通過促進K63去泛素化而負向調控自噬。這項研究表明,Akt調節的USP14活性可通過分別控制K48和K63泛素化,調節蛋白酶體降解和自噬。因此,USP14調節為Akt提供了一種機制,來控制蛋白酶體和自噬降解。研究人員指出,抑制USO14可能提供了一種策略來促進UPS和自噬,以開發新的療法靶定神經退行性疾病。