Sephin1 的神秘面纱：抑制 PP2A 全酶形成，为疾病治疗带来新曙光

为解决 Sephin1 作用机制存争议的问题，研究人员开展 Sephin1 相关机制研究。结果发现其通过抑制 PP2A 全酶形成减少 CHOP 表达，抑制细胞死亡。该研究为理解 Sephin1 机制及相关疾病治疗提供新思路，值得科研读者一读。

　　

在细胞的微观世界里，各种生命活动的有序进行都离不开磷酸基团的 “加加减减”。激酶负责给其他分子加上磷酸基团，而磷酸酶则负责把磷酸基团移除。在药物研发的赛道上，激酶抑制剂早已 “崭露头角”，不少都已应用于临床。然而，磷酸酶抑制剂的研发却一直 “不温不火”。

Sephin1（丝氨酸蛋白酶抑制剂 1）作为一种磷酸酶抑制剂，自从 2015 年被发现以来，就备受关注。它能够干预 eIF2α（真核起始因子 2α）反应系统，在一些神经退行性疾病的治疗中展现出了潜力。但是，Sephin1 的作用机制却像一团迷雾，让人捉摸不透。有研究认为，它通过抑制 PP1（蛋白磷酸酶 1）全酶与蛋白磷酸酶 1 调节亚基 15A（PPP1R15A，也叫 GADD34）的结合，来阻止 eIF2α 的去磷酸化，从而改善神经退行性疾病的病理过程。可也有研究提出了不同的观点，他们发现 Sephin1 似乎并不会影响 PP1 催化亚基和 GADD34 的结合，也不会抑制 eIF2α 的去磷酸化。此外，还有研究表明，Sephin1 对神经元的保护作用与整合应激反应（ISR）并无关联。这些相互矛盾的报道，让 Sephin1 的作用机制变得更加扑朔迷离。

为了揭开这团迷雾，探索 Sephin1 真正的作用机制，研究人员踏上了寻找真相的征程。最终，他们的研究成果发表在了《Cell Death and Disease》期刊上，论文题目是 “PP2A holoenzyme inhibition is a novel mechanism of Sephin1-mediated cytoprotection against endoplasmic reticulum stress” 。研究发现，在细胞面临内质网应激（ER stress）时，Sephin1 能够通过抑制 PP2A 全酶的形成，来减少促凋亡蛋白 CHOP（C/EBP 同源蛋白）的表达，进而抑制细胞死亡。这一发现为理解 Sephin1 的作用机制提供了新的视角，也为相关疾病的治疗提供了潜在的新靶点。

在这项研究中，研究人员使用了多种技术方法。他们通过动物实验，观察 Sephin1 对小鼠肾脏损伤的保护作用；利用组织学和免疫组化技术，分析肾脏组织的病理变化和相关蛋白的表达情况；运用定量 PCR、Western blotting 等技术，检测基因和蛋白的表达水平；借助细胞培养、凋亡检测、线粒体功能分析等实验，深入探究 Sephin1 在细胞水平的作用机制。

下面让我们一起来看看研究人员具体都有哪些重要发现。

Sephin1 缓解衣霉素诱导的内质网应激

衣霉素（tunicamycin）能够抑制内质网中的糖基化过程，从而引发内质网应激，这与许多疾病的发生发展都密切相关。研究人员发现，给小鼠腹腔注射衣霉素后，小鼠的肾脏会受到损伤。于是，他们想看看 Sephin1 能否对这种损伤起到保护作用。

研究人员将小鼠分成不同的组，一组注射衣霉素，一组在注射衣霉素的同时注射 Sephin1，还有一组作为对照。结果发现，注射衣霉素的小鼠，有一半在第 3 天就死亡了，而注射了 Sephin1 的小鼠，在第 3 天全部存活。而且，Sephin1 还能改善小鼠的肾功能，减轻肾脏组织的病理变化，减少受损肾小管细胞的数量。这表明 Sephin1 确实能够缓解衣霉素诱导的内质网应激，保护肾脏免受损伤。

鉴定 Sephin1 的分子靶点

为了找出 Sephin1 发挥作用的分子靶点，研究人员对小鼠肾脏中的基因表达进行了检测。他们发现，衣霉素处理后，与内质网应激相关的基因表达增强，其中 Chop 基因的上调最为明显。而 Sephin1 处理后，Chop、Gadd34、Grp78 和 Atf6 等基因的表达都显著下降。这说明 Sephin1 的作用靶点可能与这些基因有关。

研究人员还通过 Western blotting 技术检测了相关蛋白的表达和磷酸化水平。他们发现，Sephin1 能够增加 CHOP 蛋白的磷酸化水平，减少其总蛋白含量，进而抑制 CHOP 向细胞核的转运。这表明 Sephin1 可能通过调节 CHOP 蛋白的磷酸化和转运，来发挥其保护细胞的作用。

Sephin1 对 CHOP 调控的体外分析

在动物实验中，研究人员发现肾小管上皮细胞死亡是内质网应激模型中发病机制和预后的关键，Sephin1 能够抑制其细胞死亡并显著抑制 CHOP 的核迁移。为了进一步探究 CHOP 核迁移的分子机制，他们在体外细胞培养模型中进行了研究。

研究人员使用人肾小管上皮细胞 HK-2 构建内质网应激模型，用衣霉素处理细胞后，细胞数量明显减少，而加入 Sephin1 后，细胞数量显著恢复。通过对细胞死亡阶段的检测，他们发现 Sephin1 能够抑制细胞凋亡。此外，研究人员还检测了相关基因和蛋白的表达，发现 Sephin1 能够影响 CHOP 下游细胞死亡相关基因的转录，减少 CHOP 蛋白的表达，抑制其向细胞核的转运。这些结果表明，Sephin1 是 CHOP 的可靠调节因子。

Sephin1 对线粒体功能的影响

内质网应激会影响线粒体的功能，而线粒体功能障碍又会反过来影响内质网，这种相互作用对细胞死亡有着重要影响。研究人员想知道 Sephin1 在这一过程中会对线粒体功能产生什么影响。

他们检测了 HK-2 细胞中与线粒体相关的转录本，发现 Sephin1 不会增加参与线粒体生物发生的 PGC1α 和 TFAM 的转录本，也不会影响线粒体的融合和分裂相关蛋白的表达。此外，Sephin1 对线粒体的呼吸能力、糖酵解活性、线粒体形态和膜电位以及线粒体自噬都没有显著影响。这表明，内质网应激对线粒体功能有很大影响，但 Sephin1 不太可能直接干预内质网应激下的线粒体功能。

Sephin1 在 ER 应激下对 HK-2 细胞中 CHOP 的降解作用

为了进一步探究 Sephin1 对 CHOP 的影响，研究人员构建了 CHOP 基因敲低（CHOP KD）的 HK-2 细胞。他们发现，在 CHOP KD 细胞中，Sephin1 不再能够抑制细胞死亡，这说明 Sephin1 参与了 CHOP 介导的细胞死亡途径。

研究人员还发现，Sephin1 能够激活 AMPK（腺苷酸活化蛋白激酶），使其磷酸化，进而磷酸化 CHOP，促进 CHOP 的降解，抑制细胞死亡。此外，他们通过实验证明，Sephin1 能够抑制 PP2A（蛋白磷酸酶 2A）全酶的形成，减少 PP2A 与 AMPK 的结合，从而维持 AMPK 的激活状态。与其他化合物相比，Sephin1 在抑制细胞死亡方面表现出更显著的效果。

在讨论部分，研究人员对整个研究进行了总结和分析。他们表示，针对 Sephin1 作用机制存在的争议，本研究发现 Sephin1 通过抑制 PP2A 全酶的形成，有效减弱了 CHOP 的促凋亡活性，这一机制可以解释 Sephin1 之前报道的神经保护作用，且不存在矛盾之处。在衣霉素诱导的急性肾损伤小鼠模型中，Sephin1 提高了小鼠的存活率，保护了肾小管上皮细胞，维持了肾功能。这表明 Sephin1 有望成为治疗肾功能障碍等以细胞死亡为核心病理生理过程的疾病的潜在药物。

对于 eIF2α 的磷酸化和去磷酸化，虽然之前有研究认为 Sephin1 抑制 eIF2α 去磷酸化，但也存在争议。在本研究中，研究人员未检测到 Sephin1 对 eIF2α 磷酸化的影响，这可能是因为 Sephin1 不参与该过程，也可能是由于内质网应激各途径的动态变化导致检测困难。

CHOP 作为 Sephin1 的作用靶点，在多种疾病的发生发展中都起着关键作用。研究表明，调节 CHOP 的表达可以作为治疗这些疾病的靶点，而 Sephin1 正是通过降低细胞核中 CHOP 的水平来发挥作用的。除了神经退行性疾病，Sephin1 还可能通过抑制细胞死亡来改善肾脏疾病和糖尿病。

CHOP 的调节机制较为复杂，它在转录、翻译后修饰和核迁移等多个层面受到调控。在本研究中，Sephin1 对 CHOP 的调节主要发生在翻译后修饰层面，通过促进 CHOP 的磷酸化和降解来降低其蛋白水平，同时也可能干预了 CHOP 的核迁移过程。

CHOP 可以通过激活细胞凋亡的内在和外在途径来促进细胞死亡。在本研究中，Sephin1 抑制细胞死亡的机制可能主要通过外在途径，但还需要进一步的研究来证实。

AMPK 信号在神经退行性疾病中的作用存在争议，不同的研究结果可能与疾病发病机制的异质性或 AMPK 在细胞内的区室化有关。PP2A 作为 AMPK 的调节因子，其与 Sephin1 的关系也备受关注。本研究发现 Sephin1 的分子靶点是抑制以 PP2ABδ 为调节亚基的 PP2A 全酶的形成，但这一机制是否适用于神经退行性疾病的治疗，还需要进一步研究。

本研究也存在一些局限性。虽然确定了 PP2ABδ 是 Sephin1 的新分子靶点，但 Sephin1 与其他靶点的关系尚未研究，且在动物实验中还需要进一步验证 Sephin1 是否靶向抑制 PP2ABδ。

总的来说，这项研究为 Sephin1 的作用机制提供了新的见解，发现了其在抑制细胞死亡、保护肾脏方面的重要作用，为相关疾病的治疗提供了新的潜在靶点和治疗思路。不过，要将 Sephin1 真正应用于临床治疗，还需要更多的研究和探索，研究人员未来也将继续深入研究，为攻克这些疾病带来更多希望。