今天的主角依然是Autophagy “自噬”。

想要通過清除神經毒性堆積物，自噬功不可沒。

那么，有哪些藥物/食物可以激活神經細胞的自噬呢？

作為一種保守的降解途徑，自噬是幾乎所有真核細胞內質量控制系統的一部分。而神經元中的自噬，可抵消易于聚集的錯誤折疊的蛋白質毒性。因此，在藥理學上增強神經元細胞中的自噬通量，以增強神經毒性錯折疊蛋白的清除率，有機會成為與錯誤折疊的蛋白質積累相關的神經退行性疾?。?span style="color: rgb(120, 172, 254); --tt-darkmode-color: #76A9FA; margin: 0px; padding: 0px; letter-spacing: 1px; font-size: 14px; font-family: "times new roman";">NDs）（如：帕金森病、亨廷頓病、肌萎縮性側索硬化癥）的治療思路。

我們一起來看下Autophagy雜志上的一篇文章：

Trehalose induces autophagy via lysosomalmediated TFEB activation in models of motoneuron degeneration

翻譯：運動神經元退行模型中，海藻糖通過溶酶體介導的TFEB激活誘導自噬

Autophagy(IF9.770)PubDate:2018-10-18,DOI: 10.1080/15548627.2018.1535292

該文證明了海藻糖通過誘導快速和短暫的溶酶體增大和溶酶體膜通透性（LMP）調節(jié)自噬。這種作用與Ca2+依賴性磷酸酶PPP3 /鈣調神經磷酸酶的活化，和TFEB的去磷酸化和核易位有關。

圖注：海藻糖通過誘導溶酶體損傷，促使Ca2+釋放和PPP3CB誘導的TFEB核易位，從而使受TFEB轉錄激活的基因表達上調（有溶酶體水解酶和溶酶體膜蛋白相關基因：Ctsb，Gla，Lamp2a，Mcoln1，Tpp1，自噬相關組件基因：Becn1，Atg10，Atg12，Sqstm1 / p62，Map1lc3b，Hspb8和Bag3），隨后誘導自噬，自噬的激活清除了聚集的神經毒性沉積物達到保護神經細胞的目的。

我們來看文章的結果部分

一、海藻糖誘導永生化的運動神經元中TFEB核易位和自噬相關基因的激活

在前期研究中，作者發(fā)現：

①海藻糖可誘導TFEB（轉錄因子EB）的核易位；

②海藻糖在體外和體內都具有有效的親自噬活性。

因此，文章利用海藻糖來培養(yǎng)永生化的運動神經元NSC34（神經母細胞瘤細胞）進行探索。

實驗顯示，未經處理的條件下，內源性TFEB被限制在細胞質中；而海藻糖治療后，TFEB出現在細胞核中且在18-48小時到達高峰，說明TFEB發(fā)生了易位，提示TFEB介導的自噬誘導可能是海藻糖治療的晚期事件。

接下來測試海藻糖治療是否能導致TFEB靶向調節(jié)的自噬相關基因的轉錄激活：48小時后，Hspb8、Sqspm1/p62、Map1Lc3b和Atg12的表達改變最大，表明這些蛋白之間具有協同活性。海藻糖通過誘導由TFEB轉錄調控的基因來發(fā)揮作用。

二、TFEB下調防止海藻糖介導的自噬誘導

使用TFEB-siRNA下調TFEB，檢測海藻糖誘導的自噬水平。

結果顯示，海藻糖誘導大多數溶酶體功能相關基因的表達顯著增加，且TFEB的下調顯著降低了海藻糖誘導的這些基因的表達。另外，TFEB下調并不影響海藻糖誘導的Zkscan3、Hspb8基因的表達，這表明其表達與TFEB介導的轉錄調控無關。

結論：TFEB對誘導自噬和溶酶體功能至關重要。

三、海藻糖以TFEB依賴性方式促進神經毒性錯折疊蛋白的清除

為了驗證海藻糖對神經毒性錯折疊蛋白的清除，文章應用了一個AR（雄激素受體）突變的細胞(ARpolyQ細胞)，其中含有含有一個細長的polyQ（聚谷氨酰胺）束。ARpolyQ負責脊髓和球部肌萎縮（NDs），作者在前期已經證明了在海藻糖治療后其細胞聚集可被清除。

ARpolyQ細胞模型的特點，細胞聚集和相關的神經毒性是可被睪酮觸發(fā)的。

用100 mM海藻糖處理后，細胞聚集被清除，Q46（含有46種聚谷氨酰胺的ARPolyQ）完全恢復至AR；睪酮誘導后，AR又發(fā)生Q46聚集。實驗中TFEB下調完全消除了海藻糖對睪酮誘導的單體和聚合AR的促降解活性。證明海藻糖通過TFEB途徑增強ARpolyQ清除。

隨后，其他NDs的神經毒性錯折疊蛋白也進行了檢測：TARDBP，負責肌萎縮側索硬化；SOD1突變，負責前側顳葉癡呆。結果提示：海藻糖清除TARDBP-25，或GFP-SOD1突變蛋白依賴TFEB途徑。

四、海藻糖誘導的TFEB激活是由PPP3介導的

接下來本文就探討了海藻糖激活TFEB的分子機制。有參考文獻指出：TFEB核易位和轉錄活化是由PPP3CB通過去磷酸化控制的。因此，文章在海藻糖處理的細胞中，評估了Ppp3cb下調后的TFEB核易位。結果發(fā)現，海藻糖治療后的TFEB激活依賴于PPP3CB活性。

五、海藻糖誘導短暫的溶酶體損傷

因為有研究表明，TFEB去磷酸化所需的PPP3CB活性，可以由溶酶體融合和其他導致Ca2+釋放的溶酶體事件所觸發(fā)。所以又回歸到了溶酶體鈣流的探討...

對海藻糖處理的細胞做電鏡觀察發(fā)現處理組細胞顯示出幾個增大的溶酶體，在海藻糖處理24-48小時體積加倍。此后2和6小時，細胞中超過一半擴大的溶酶體的膜也出現間隙。提示：海藻糖處理會破壞溶酶體限制膜的完整性。

同時作者為了檢測溶酶體膜滲透性(LMP)，還應用了EGFP-LGALS3（凝集素）質粒：它結合溶酶體中的β-半乳糖苷殘基，表現為核、質都出現熒光；但溶酶體膜滲透性LMP被誘導時，LGALS3會被隔離在溶酶體內以標記單個溶酶體。熒光顯微鏡、WB：L-亮氨酸甲酯(LLOMe)（誘導LMP的陽性對照），顯著的斑點形成；而海藻糖處理后從18小時到48小時，EGFP-LGALS3斑點減少。STED顯微鏡：處理6小時的細胞，核內出現熒光斑點，提示溶酶體是可滲透的。

結論：海藻糖會誘導溶酶體增大和損傷，導致處理細胞的溶酶體膜滲透性(LMP)增加。

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