[本站讯]6月25日,生命科学学院李双喜课题组在《美国科学院院刊》(PNAS)发表了题为“IRE1 regulates the proteostasis of TDP-43/TARDBP in ALS/FTD through ribosome-associated quality control”的研究论文,报道了神经退行性疾病ALS致病因子TDP-43蛋白稳态调控的新机制。生命科学学院博士研究生刘冬月、李玉为共同第一作者,李双喜研究员为论文唯一通讯作者。

肌萎缩侧索硬化症(ALS)也称“渐冻症”,是一种神经退行性疾病,目前尚缺乏有效治愈手段。过去研究表明,RNA结合蛋白TDP-43的异常聚集和蛋白稳态失衡是大多数ALS患者典型病理特征。正常情况下,TDP-43主要定位于细胞核内,参与RNA剪接、转运和翻译调控等重要生命过程;而在ALS患者神经元中,TDP-43会异常转移至细胞质并形成不溶性聚集体,导致其正常功能丧失,同时产生毒性效应,进而引发神经元损伤和死亡。因此,维持TDP-43蛋白稳态(proteostasis)对于神经元正常功能至关重要。

研究团队在ALS病人诱导多能性干细胞(iPSC)衍生的神经元中发现,TDP-43蛋白的羧基端含有长度不等的丙氨酸(Ala)和苏氨酸(Thr)延伸,提示其翻译延伸中存在着核糖体停滞(ribosome stall)。基于这一发现,研究团队利用遗传学筛选鉴定出IRE1是调控TDP-43蛋白表达水平和细胞毒性的关键因子。进一步的分子机制研究揭示了IRE1通过核糖体相关质量控制(RQC)途径参与TDP-43蛋白稳态调控,并在小鼠疾病模型中加以验证。本研究深入解析了TDP-43蛋白稳态调控网络及其失衡机制,为开发针对ALS疾病的治疗策略提供了理论依据和潜在干预靶点。
全球体育网页版博士研究生黄帅、硕士毕业生许玉芳、全球体育网页版教授孙磊,斯坦福大学Wen Li,剑桥大学教授Cahir J. O’Kane、David C. Rubinsztein,斯坦福大学教授Bingwei Lu参与了本研究。此外,斯坦福大学医学院教授Aaron Gitler、日本Juntendo大学教授Yuzuru Imai为研究提供了大力支持。研究得到了国家自然科学基金面上、山东省优青(海外)、青年泰山学者等项目的资助。