自闭症谱系障碍中自噬相关蛋白差异表达与磷酸化的多组学研究揭示其分子机制

编辑推荐：为解析自闭症谱系障碍（ASD）的分子机制，以色列希伯来大学等团队通过Shank3Δ4-22和Cntnap2-/-小鼠模型，结合全局蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析，发现自噬通路核心蛋白（如ULK2、ATG16L1）的磷酸化异常导致自噬流受损，并证实神经元一氧化氮合酶（nNOS）抑制剂7-NI可逆转自噬标志物（LC3-II、p62）的异常表达。该研究为ASD的靶向治疗提供了新思路。

　　自闭症谱系障碍（ASD）是一种复杂的神经发育疾病，表现为社交障碍、重复行为等核心症状，全球发病率逐年攀升。尽管已知SHANK3和CNTNAP2等基因突变与ASD密切相关，但其分子机制尚未完全阐明。近年来，自噬（一种细胞自我降解过程）在神经发育中的作用备受关注，但ASD中自噬是否失调、如何调控仍存在争议。例如，部分研究发现自噬过度激活，而另一些则显示其功能抑制。这种矛盾提示自噬可能在ASD中具有复杂且模型依赖性的调控模式。

以色列希伯来大学Haitham Amal团队在《Scientific Reports》发表研究，通过多组学方法揭示了ASD小鼠模型中自噬相关蛋白的异常调控机制。研究人员利用Shank3^Δ4-22和Cntnap2^-/-两种ASD小鼠模型，结合全局蛋白质组学、磷酸化蛋白质组学和细胞实验，发现自噬通路的核心蛋白存在显著磷酸化修饰差异，并证实一氧化氮（NO）信号通过nNOS过度激活干扰自噬流。

关键技术方法包括：1）全局和磷酸化蛋白质组学分析小鼠皮层组织；2）CRISPR-Cas9构建SHANK3敲除的SH-SY5Y细胞模型；3）免疫印迹（WB）检测自噬标志物LC3-II、p62和LAMP1；4）免疫荧光观察原代神经元中p62聚集；5）nNOS抑制剂7-NI处理验证NO对自噬的调控作用。

研究结果：

1. 全局蛋白质组学分析：Shank3模型皮层中55个差异表达蛋白（DEPs）富集于突触相关通路，而Cntnap2模型显示TSC2（mTOR负调控因子）下调，提示mTOR信号可能参与自噬抑制。
2. 磷酸化蛋白质组学：两模型共26个磷酸化蛋白与ASD风险基因重叠，其中ULK2（Ser772）、ATG16L1（Thr254）等自噬核心蛋白的独特磷酸化位点（UPSs）表明自噬调控异常。
3. 细胞实验验证：SHANK3敲除细胞中LC3-II和p62积累、LAMP1减少，提示自噬体-溶酶体融合障碍；7-NI处理可逆转这些异常，证实NO通过nNOS干扰自噬。
4. 功能网络：磷酸化蛋白互作网络显示突触可塑性和自噬通路交叉调控，如ULK复合物成员RB1CC1（Ser646）磷酸化增强可能影响自噬起始。

结论与意义：
该研究首次系统揭示了ASD模型中自噬相关蛋白的磷酸化修饰谱，提出NO/nNOS通过破坏ULK复合物功能导致自噬流阻滞的假说。抑制nNOS可恢复自噬平衡，为ASD的靶向治疗提供了潜在策略（如7-NI）。未来需进一步解析特定磷酸化位点的功能，并探索自噬调控与突触功能障碍的因果关系。