α- 突触核蛋白丝氨酸 129 位点磷酸化调控关键蛋白互作，为帕金森病治疗带来新曙光

为解决 α-syn 在帕金森病（PD）中的病理机制及 p-α-syn 相关疑问，研究人员开展 α-syn 丝氨酸 129 位点磷酸化研究。结果发现其对相关蛋白互作有调控作用。该研究为 PD 治疗提供潜在靶点，推荐科研读者阅读。

　　

帕金森病（Parkinson’s Disease，PD）是一种常见的神经系统退行性疾病，它就像一个隐藏在身体里的 “小恶魔”，随着全球人口老龄化，越来越多的人受到它的困扰。得了帕金森病的人，不仅会出现运动方面的问题，比如手抖、行动迟缓，还可能有非运动症状，像睡眠障碍、嗅觉减退等，严重影响生活质量。

在帕金森病的研究中，α- 突触核蛋白（α-synuclein，α-syn）成为了大家关注的焦点。它是患者病变组织中蛋白质聚集体的主要成分，与帕金森病的发生紧密相关，甚至被看作是诊断帕金森病的 “金标准”。不过，虽然科学家们在研究 α-syn 方面取得了一些进展，但它在帕金森病发生过程中的具体机制，就像一团迷雾，还没有完全被揭开。

进一步深入研究发现，α-syn 的磷酸化修饰与帕金森病的发展有着千丝万缕的联系。尤其是 α-syn 在丝氨酸 129 位点的磷酸化（pSer 129 α-syn，p-α-syn），在病理状态下，这个位点的磷酸化水平异常升高，参与了 α-syn 的聚集、与细胞膜的结合以及细胞内吞等过程。因此，不少研究人员尝试用 p-α-syn 抗体来检测帕金森病患者外周组织和生物流体中的 α-syn 病变情况，希望以此找到诊断和监测疾病进展的方法。然而，p-α-syn 在帕金森病病理过程中的精确机制，特别是它与非磷酸化 α-syn 的差异，仍然是个未解之谜。

与此同时，科学家们还注意到，帕金森病的病理过程和线粒体相关内质网膜（Mitochondria-Associated Endoplasmic Reticulum Membranes，MAMs）的功能障碍有关。MAMs 就像是细胞内的一个 “信息交流站”，参与钙信号传导、脂质代谢和自噬等重要细胞过程。在 MAMs 上，有两种关键蛋白，分别是囊泡相关膜蛋白相关蛋白 B（Vesicle-Associated Membrane Protein Associated Protein B，VAPB）和线粒体外膜蛋白酪氨酸磷酸酶相互作用蛋白 51（Tyrosine Phosphatase Interacting Protein 51，PTPIP51）。之前有研究发现，α-syn 能够与 VAPB 结合，还会破坏 VAPB-PTPIP51 之间的连接，影响 MAMs 的功能。但 α-syn 在丝氨酸 129 位点的磷酸化是否会调节 VAPB-PTPIP51 之间的相互作用，以及具体的调节方式，都还不清楚。

为了揭开这些谜团，来自相关研究机构的科研人员在《Acta Neuropathologica Communications》期刊上发表了题为 “Phosphorylation of alpha-synuclein at serine 129 regulates its interaction with VAPB and PTPIP51” 的论文。他们通过一系列实验研究，得出了许多重要结论，为帕金森病的研究开辟了新的道路。这些结论不仅有助于我们更深入地了解帕金森病的发病机制，还为开发治疗帕金森病及相关疾病的新方法提供了潜在的靶点，意义十分重大。

在这项研究中，科研人员运用了多种关键技术方法。他们通过蛋白质免疫共沉淀（Co-Immunoprecipitation，CO-IP）和质谱（Mass Spectrometry，MS）技术，鉴定和比较了 Thy1-SNCA 转基因小鼠中脑内磷酸化和总 α-syn 的相互作用蛋白；利用分子动力学（Molecular Dynamics，MD）模拟实验，进一步确认了 α-syn 磷酸化对相关蛋白相互作用的影响；还借助基因本体（Gene Ontology，GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）分析，对 p-α-syn 和 VAPB 的共同相互作用蛋白进行了功能注释。

下面我们来详细看看他们的研究结果。

鉴定 Thy1-SNCA 转基因小鼠中脑内 h-α-syn 和 p-α-syn 的相互作用蛋白

科研人员选用了 Thy1-SNCA 转基因小鼠作为实验对象，这种小鼠会过量表达人 α-syn（h-α-syn），能够模拟帕金森病的一些症状。他们先用 h-α-syn 和 p-α-syn 抗体进行 CO-IP 实验，再对感兴趣的蛋白条带进行 MS 分析。结果发现，h-α-syn 和 p-α-syn 的相互作用蛋白存在明显差异，这表明 α-syn 在丝氨酸 129 位点的磷酸化可能对其与相关蛋白的相互作用起着关键的调节作用。

α-syn 在丝氨酸 129 位点的磷酸化增加了 VAPB 和 PTPIP51 之间的相互作用

通过 LC-MS/MS 分析，研究人员发现 p-α-syn 能够与 VAPB 和 PTPIP51 相互作用。为了进一步探究 α-syn 在丝氨酸 129 位点的磷酸化对 VAPB-PTPIP51 相互作用的影响，他们在 SHSY5Y 细胞中进行了 IP 实验。结果惊喜地发现，α-syn 在丝氨酸 129 位点的磷酸化不仅证实了 p-α-syn 与 VAPB-PTPIP51 复合物的相互作用，还首次发现这种磷酸化会增强它们之间的相互作用。

α-syn 在丝氨酸 129 位点的磷酸化影响了 α-syn-VAPB-PTPIP51 复合物的动力学

为了深入了解 α-syn、VAPB 和 PTPIP51 之间的相互作用机制，科研人员运用 MD 模拟实验进行研究。他们预测了相关蛋白的结构和复合物的结合模式，结果显示，α-syn-VAPB-PTPIP51 和 p-α-syn-VAPB-PTPIP51 复合物在模拟时间内都达到了平衡状态。而且，p-α-syn-VAPB-PTPIP51 复合物中 VAPB 和 PTPIP51 的结合稳定性更高，这意味着 α-syn 在丝氨酸 129 位点的磷酸化对复合物的稳定性有着重要影响。

α-syn 在丝氨酸 129 位点的磷酸化影响了 α-syn-VAPB 和 α-syn-PTPIP51 复合物的动力学

研究人员还分别研究了 p-α-syn 与 VAPB、PTPIP51 的结合相互作用，并与 α-syn 进行对比。通过 RMSD 和 RMSF 分析以及结合自由能的评估，他们发现 p-α-syn-VAPB 复合物的相互作用比 α-syn-VAPB 复合物更广泛、更复杂，p-α-syn 对 VAPB 的亲和力更高。这表明 α-syn 在丝氨酸 129 位点的磷酸化改变了 α-syn 与 VAPB、PTPIP51 的相互作用模式。

鉴定和功能注释 Thy1-SNCA 转基因小鼠中脑内 VAPB 和 p-α-syn 的共同相互作用蛋白

为了探究 α-syn 过表达或其相互作用对 VAPB 功能的影响，科研人员进行了 CO-IP/MS 实验，鉴定出了 53 种 p-α-syn 和 VAPB 的高可信度共同相互作用蛋白。通过 GO 和 KEGG 分析发现，这些蛋白显著参与了蛋白质结合、金属离子结合、细胞骨架结构组成、中间丝细胞骨架和微管组织等过程，以及帕金森病相关的神经退行性疾病通路，这暗示着它们在帕金森病的发病机制中起着重要作用。

验证与 VAPB 和 p-α-syn 相互作用的下游蛋白

科研人员进一步比较了野生型（Wt）和转基因（Tg）小鼠中脑内 VAPB 的相互作用蛋白，发现有 15 种蛋白是 Tg 组特有的。经过 KEGG 通路富集分析，这些蛋白主要富集在突触小泡循环、钙重吸收、亨廷顿病和细菌侵袭上皮细胞等通路。通过 WB 分析和 CO-IP 实验，他们验证了 p-α-syn 与 CLTC、VAPB 与 CLTC、TUBB4B、CAMK2A、ATP1A3 等蛋白之间的相互作用，为揭示 p-α-syn 和 VAPB 在帕金森病中的协同作用提供了重要线索。

综合研究结果和讨论部分，这项研究意义非凡。研究人员发现 p-α-syn 抗体（CST，#23706）在检测和研究 p-α-syn 方面是个可靠的工具，为后续相关研究提供了有力支持。同时，他们证实了 p-α-syn 和 VAPB 在病理生理情况下，在突触小泡循环和钙重吸收通路中存在协同作用。更重要的是，明确了 α-syn 在丝氨酸 129 位点的磷酸化在调节其蛋白质相互作用组中起着关键作用，尤其是对 α-syn 与 VAPB-PTPIP51 的相互作用影响显著，这使得该位点成为治疗帕金森病及相关疾病的潜在重要靶点。这些发现就像一把把钥匙，为解开帕金森病的神秘面纱打开了新的大门，为未来攻克这一难题带来了新的希望。