Proximity proteomics 揭示多系统萎缩与帕金森病独特及共有的病理特征：从分子互作到疾病机制的新突破

《Acta Neuropathologica Communications》：Proximity proteomics reveals unique and shared pathological features between multiple system atrophy and Parkinson’s disease

为探究帕金森病（PD）和多系统萎缩（MSA）病理过程的异同，研究人员开展 α-synuclein 互作组研究，发现二者有独特及共有的致病机制。

　　帕金森病（Parkinson’s disease，PD）、路易体痴呆（dementia with Lewy bodies，DLB）和多系统萎缩（multiple system atrophy，MSA）都属于原发性突触核蛋白病（synucleinopathies），这些神经退行性疾病有着共同的病理特征 ——α- 突触核蛋白（alpha-synuclein，αsyn）聚集 。然而，它们的 αsyn 聚集分布却大不相同。在 PD 和 DLB 中，αsyn 聚集主要出现在神经元里，形成神经元包涵体（neuronal inclusions，NIs）；而 MSA 的 αsyn 聚集则主要存在于少突胶质细胞中，形成胶质细胞质包涵体（glial cytoplasmic inclusions，GCIs）。

目前，虽然对 PD/DLB 中 NIs 的研究较多，但对 MSA 中 GCIs 的了解却相对匮乏。这一方面是因为 MSA 的发病率比 PD/DLB 低，另一方面则是由于研究技术和方法的限制。为了深入探究 PD 和 MSA 在病理机制上的差异与联系，来自美国 Rush University Medical Center 等机构的研究人员开展了一项研究，相关成果发表在《Acta Neuropathologica Communications》上。

研究人员采用了原位邻近标记技术（biotinylation by antibody recognition，BAR），对 5 例 MSA 和 10 例 PD/DLB 患者的大脑组织进行研究。该技术可以在细胞内特定蛋白质周围标记生物素，从而识别与目标蛋白相互作用的蛋白质 。研究样本来自 Rush Movement Disorders Brain Bank，这些样本经过了严格的处理和保存，以确保实验结果的准确性。

在研究结果部分：

1. αSyn 在 MSA 和 PD/DLB 脑内的分布：通过免疫组织化学（immunohistochemistry，IHC）染色发现，PSER129（αSyn 磷酸化在丝氨酸 129 位点）病理在 PD/DLB 患者的灰质中较为密集，而在 MSA 患者的白质中更为广泛。不过，对 PSER129 在白质和灰质中的定量比较显示，不同病例之间存在高度异质性，MSA 和 PD/DLB 之间总体上 PSER129 丰度差异并不显著。αSyn（MJFR1）在 MSA 和 PD/DLB 患者的前脑和中脑切片中均有反应，主要集中在灰质中。
2. BAR 捕获实验结果：Western blot 分析显示，PSER129 和 αSyn 的丰度在不同病例之间存在差异，但在 PD/DLB 和 MSA 之间无显著差异。Dot blots 结果表明，BAR 捕获的蛋白质中，生物素和 αSyn 的富集在 MSA 和 PD/DLB 大脑之间相似，且 BAR-MJFR1 对生物素的富集显著高于 BAR-PSER129。
3. BAR 鉴定的 αSyn 和 PSER129 互作组：经过筛选，研究人员量化了不同方法检测到的蛋白质数量。在 MSA 大脑中，有 38 种 BAR-PSER129 富集的蛋白质和 175 种 BAR-MJFR1 富集的蛋白质显著高于背景；在 PD/DLB 大脑中，分别有 194 种和 245 种。通过比较发现，BAR-PSER129 在 PD/DLB 中有许多蛋白质更丰富，而 MSA 中只有 3 种蛋白质（CBR1、GFAP、CRYAB）存在差异。
4. MSA 和 PD/DLB 的通路富集图：研究人员进行了通路富集分析，发现 MSA 中 BAR-PSER129 的独特主要集群包括 “分解代谢 / 代谢过程”“未折叠蛋白重折叠”“细胞氧化解毒” 等；而 PD/DLB 中，主要集群包含的是 BAR-MJFR1 富集的通路，没有检测到 BAR-PSER129 特异性集群，“受体 / SNARE 结合” 是 PD/DLB 的主要集群。
5. 突触核蛋白病大脑中鉴定的蛋白质相互作用网络：利用 STRING 绘制蛋白质相互作用网络，发现 PD/DLB 的 BAR-PSER129 主要识别神经元特异性网络，而 MSA 的 BAR-PSER129 有一个独特的与过氧化物酶活性、细胞外外泌体和氧化应激反应相关的网络。对于 BAR-MJFR1，MSA 的特定网络也与细胞外外泌体和过氧化物酶活性相关。

综合研究结果和讨论部分，该研究发现 MSA 涉及少突胶质细胞中过氧化物还原酶（peroxiredoxins，PRDX）的抗氧化过程，而 PD/DLB 则主要是突触前囊泡 / SNARE 过程。同时，研究还揭示了 MSA 和 PD/DLB 之间存在显著重叠，表明这两种突触核蛋白病可能有共同的致病起源。此外，研究中发现的一些与 GCIs 相关的神经元蛋白，支持了 MSA 的神经元到胶质细胞传播假说 。不过，该研究也存在一定的局限性，如 MSA 病例大多为 MSA-Parkinsonian type（MSA-P），限制了与 PD/DLB 的比较；BAR 技术在解释结果时存在一些特殊考虑因素等。但总体而言，这项研究为深入理解 MSA 和 PD 的病理机制提供了新的视角，有助于开发针对这些神经退行性疾病的新治疗策略。