Mutated sigma-1R 在 dHMN 患者细胞中的关键作用及潜在治疗意义

为探究 Sigma-1R（σ-1R）突变在遗传性运动神经病（dHMN）中的作用，研究人员对携带 E150K 突变的 dHMN 患者的原代成纤维细胞进行研究。结果发现突变使 σ-1R mislocalization，扰乱细胞内稳态。该研究为 dHMN 治疗提供了新方向。

　　在神经系统的奇妙世界里，有一种名为 Sigma-1R（σ-1R）的蛋白质，它广泛存在于内质网（ER）膜上，就像一个勤劳的 “管家”，不仅承担着分子伴侣的工作，帮助其他蛋白质正确折叠和维持稳定，还参与调控离子通道活性、维持核膜结构等重要任务。在神经领域，它更是身兼数职，对神经元起到保护作用，与多种神经和精神疾病的发生发展密切相关。

而远端遗传性运动神经病（dHMN）是一类复杂的遗传性运动障碍疾病，患者的远端肢体肌肉会逐渐无力、萎缩，但目前超过 70% 的病例都找不到明确的遗传原因。此前研究虽发现 SIGMAR1 基因突变与 dHMN 有关，可突变在纯合细胞中的具体影响却一直是个未解之谜。

为了揭开这个谜团，来自法国巴黎想象研究所（UMR 1163, Institut Imagine, Université de Paris）、意大利国家研究委员会神经科学研究所（Neuroscience Institute, Italian National Research Council CNR）等多个机构的研究人员展开了深入研究。他们以携带 Sigma-1R^E150K突变的 dHMN 患者的原代皮肤成纤维细胞为研究对象，同时选取健康个体的成纤维细胞作为对照，从生化、形态和代谢等多个角度进行分析。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先是免疫荧光分析，通过标记特定的蛋白质，观察 Sigma-1R 在细胞中的定位情况；其次运用 Western blot 技术，定量检测蛋白质的表达水平；此外，还利用实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）来分析基因的表达变化，借助钙成像技术研究细胞内 Ca²⁺的动态变化。

研究结果如下：

1. Sigma-1R 定位异常：免疫荧光分析显示，与对照组相比，患者来源的细胞中 Sigma-1R 与内质网标记蛋白钙网蛋白（calreticulin）以及线粒体外膜蛋白 TOM20 的共定位显著降低，这表明 Sigma-1R^E150K蛋白发生了错误定位，不再像正常情况那样定位于内质网和线粒体相关膜（MAMs）。
2. ER - 线粒体接触减少：研究人员通过两种方法评估 ER - 线粒体接触位点，结果均表明，Sigma-1R^E150K纯合成纤维细胞中 ER - 线粒体接触位点明显减少，说明 Sigma-1R 突变影响了这两个细胞器之间的紧密联系。
3. 蛋白表达与降解异常：Western blot 分析发现，患者细胞中 Sigma-1R 蛋白水平显著降低，而 SIGMAR1 转录本水平无明显差异。进一步研究表明，这种蛋白表达的下调是由于其降解速度加快，且并非由蛋白酶体途径介导。
4. 自噬 - 溶酶体途径增强：对患者成纤维细胞进行免疫染色，发现经典自噬体标记物 LC3 和 p62 的信号增强，且溶酶体标记物 LAMP2 阳性细胞数量增加，说明患者细胞的自噬 - 溶酶体途径被显著上调。
5. ER 应激反应增强：尽管在患者细胞中未检测到部分 ER 应激相关基因的上调，但 eIF2α 的磷酸化水平显著增加，CHOP 蛋白表达也明显上调，表明患者细胞存在较强的 ER 应激反应。
6. 细胞对蛋白稳态损伤敏感：在多种细胞死亡诱导刺激下，患者细胞与对照细胞的活力并无明显差异，但在受到影响蛋白质量控制和清除的药物处理时，患者细胞的活力显著降低，说明患者细胞对这类损伤更为敏感。
7. 钙稳态失衡：钙成像分析显示，患者成纤维细胞在受到组胺刺激后，胞内 Ca²⁺瞬变显著降低，且 ER Ca²⁺释放和 Ca²⁺内流均受到影响，这表明 Sigma-1R^E150K表达破坏了细胞内的钙稳态。
8. 线粒体功能受损：研究发现，患者细胞线粒体的 Ca²⁺摄取和有氧代谢均受到损害，线粒体呼吸能力和 ATP 合成减少，同时细胞的能量代谢整体下降。

研究结论和讨论部分指出，该研究首次全面揭示了 Sigma-1R^E150K突变在 dHMN 患者原代细胞中的多种影响，明确了 Sigma-1R 在维持细胞内稳态、调节 Ca²⁺信号传导、线粒体代谢和蛋白稳态中的关键作用。这不仅为理解 dHMN 的发病机制提供了重要依据，也为开发针对 dHMN 及相关神经退行性疾病的治疗策略提供了潜在的分子靶点，具有重要的理论和临床意义 。