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微管动力学对神经突生长意义重大,与遗传性痉挛性截瘫(HSP)相关的 Spastin 是关键酶,但 Spastin 蛋白水平调控机制不明。研究人员开展 UCHL1 对 Spastin 调控的研究,发现 UCHL1 可调节 Spastin 降解,影响微管切断及神经突生长,为相关研究提供新思路。
微管(Microtubule)作为细胞骨架的关键组成部分,其动态变化为神经突生长提供结构支撑。Spastin 是一种与遗传性痉挛性截瘫(Hereditary Spastic Paraplegia,HSP)相关的微管切断酶,对神经元突起的生长和分支至关重要。因此,Spastin 的活性和功能需要严格调控。然而,目前对 Spastin 蛋白水平的调控机制仍知之甚少。
在本研究中,通过质谱分析、谷胱甘肽 S - 转移酶下拉实验(Glutathione S - transferase pull - down assay,GST - pulldown)和免疫沉淀实验(Immunoprecipitation assay)证实,泛素羧基末端水解酶 L1(Ubiquitin carboxyl - terminal hydrolase L1,UCHL1)与 Spastin 相互作用。过表达 UCHL1 会降低 Spastin 的蛋白水平,而基因敲低 UCHL1 则会使 Spastin 蛋白水平升高。环己酰亚胺追踪实验(CHX chase assay)表明,UCHL1 调控 Spastin 的蛋白质降解过程。应用蛋白酶体抑制剂 MG - 132 能够抑制 UCHL1 介导的 Spastin 降解。
此外,过表达或敲除 UCHL1 分别能够抑制或恢复 Spastin 介导的微管切断,进而调节神经元的长度和分支形成。这些研究结果揭示了 UCHL1 对 Spastin 介导的神经突生长的重要调控机制。