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题图 | Pixabay
撰文 | 宋文法
整合应激反应(ISR),是真核细胞进化上保守的应激反应通路,通过调控蛋白质合成帮助细胞应对各种压力,包括营养缺乏、氧化应激、病毒感染等。适度的ISR激活是细胞存活所必需的,但持续性ISR激活则会导致细胞功能障碍甚至死亡。
在哺乳动物大脑中,ISR不仅管理应激,还控制突触可塑性和长期记忆,ISR持续激活与多种认知功能障碍密切相关,包括智力障碍、唐氏综合征、阿尔茨海默病、自然衰老,均伴随着ISR的异常持续激活。
在漫长的进化过程中,病毒进化出了多种抑制宿主ISR的策略,以确保自身蛋白合成和复制。然而,尚不清楚病毒来源的ISR抑制剂,能否逆转认知功能。
2026年4月2日,Altos Labs、贝勒医学院等机构联合在"Science"期刊上发表了一篇题为" Harnessing viral strategies to reverse cognitive dysfunction through the integrated stress response "的研究论文。
研究显示,猪瘟病毒蛋白DP71L是强效的ISR抑制剂,能高效抑制所有类型的ISR,单次脑内注射DP7IL,能成功逆转唐氏综合征、阿尔茨海默病、自然衰老相关的认知障碍,并增强健康小鼠长期记忆,为多种认知疾病治疗开辟了全新路径。
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图源:论文截图
在这项研究中,研究团队首先注意到,人类带PPP1R15B基因R658C突变的患者表现出智力障碍、小头畸形和生长迟缓。通过基因编辑技术,构建了携带相同突变的小鼠模型,分析了R658C突变是否直接导致认知障碍。
结果发现,R658C突变破坏了PPP1R15B蛋白与磷酸酶PP1的结合,导致ISR持续激活,突变小鼠大脑蛋白合成下降,海马体突触可塑性受损,并出现显著长期记忆障碍。
值得注意的是,通过遗传手段抑制ISR,可完全逆转记忆与突触损伤,这证实了ISR持续激活是导致认知损伤的直接原因。
接下来,研究团队从391种同源蛋白中筛选了ISR抑制剂,发现一种猪瘟病毒来源的DP7IL蛋白,能高效抑制所有类型的ISR,且效果优于临床在研药物。
通过冷冻电镜技术发现,DP7IL蛋白结构极简,仅有71个氨基酸,是已知最小的磷酸酶辅助因子,DP71L的连接区形成了一个独特的盐桥,并消除结构阻碍,使其与PP1的结合力远超人类同源蛋白。
重要的是,DP7IL蛋白能逆转多种经典认知障碍,并提升健康小鼠长期记忆。
在多种认知障碍小鼠模型中,利用AAV载体将DP71L递送至小鼠脑内,单次注射即可逆转唐氏综合征小鼠的记忆和突触缺陷、逆转阿尔茨海默病小鼠的记忆和突触可塑性损伤、改善老年小鼠的记忆和社交行为。
此外,在健康小鼠中,DP71L治疗同样有效,能增强长期记忆形成,这意味着,DP71L不仅能逆转病变大脑,还能增强正常大脑功能。
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研究摘要图(图源:论文截图)
研究团队指出,ISR持续激活是多种神经系统疾病的共同特征,而DP71L就像一把钥匙,能精准重置大脑的应激状态,这一策略有望开启神经认知疾病治疗新纪元。
总而言之,这项研究首次将病毒进化策略与认知障碍治疗相结合,证实了DP71L治疗能逆转多种经典认知障碍,为唐氏综合征、阿尔茨海默病、老年痴呆等尚无有效疗法的疾病带来了新希望。
参考文献:
https://doi.org/10.1126/science.aea8782
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