设计性多聚谷氨酰胺融合蛋白通过聚集P65/RelA调控NF-κB信号通路

针对NF-κB信号通路过度激活引发的慢性炎症和自身免疫疾病，中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所团队创新性设计了一种多聚谷氨酰胺(polyQ)融合蛋白Atx793Q-N172-LDEL，通过LDEL肽段特异性结合并聚集P65蛋白，抑制其核转位，从而下调TNF-α和IL-6等炎症因子表达。该研究为靶向P65的疾病治疗提供了新策略。

　　

研究背景与意义
NF-κB信号通路是调控炎症和免疫应答的核心枢纽，其关键亚基P65（RelA）的异常激活与慢性炎症、自身免疫病及癌症密切相关。尽管现有药物可通过抑制IκB激酶（IKK）或阻断P65核转位发挥作用，但普遍存在靶向性不足或副作用问题。与此同时，多聚谷氨酰胺（polyQ）蛋白的聚集特性在神经退行性疾病中被视为病理标志，但有趣的是，这种"聚集-隔离"现象也可能成为精准调控蛋白功能的工具。

研究设计与方法
中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所（中国科学院分子细胞科学卓越创新中心）的Xiang-Le Zhang等研究者基于前期建立的polyQ融合技术，巧妙利用USP7蛋白中LDEL肽段与P65的结合特性，构建了Atx7_93Q-N172-LDEL融合蛋白。通过共免疫沉淀（co-IP）、上清/沉淀（S/P）分离、核质分馏、双荧光素酶报告基因等关键技术，结合免疫荧光成像，系统评估了该融合蛋白对P65的聚集效应及NF-κB信号通路的调控作用。

主要研究结果
1. 设计特异性靶向P65的polyQ融合蛋白
通过将Atx7的N端172残基片段（含93个谷氨酰胺重复序列）与USP7的LDEL肽段（LDKALDELMDGDIIVFQK）融合，构建的Atx7_93Q-N172-LDEL能特异性结合P65（图1B），而对照蛋白Atx7_10Q-N172无此作用。

2. 有效聚集内源性P65蛋白
S/P分馏实验显示，Atx7_93Q-N172-LDEL使内源性P65在沉淀组分中增加3.5倍（图2A）。免疫荧光证实P65被特异性隔离至融合蛋白形成的胞质包涵体中（图2B），而游离polyQ片段无此功能。

3. 阻断P65核转位过程
TNF-α刺激后，融合蛋白处理组的核内P65含量较对照组降低60%（图3B）。免疫荧光显示P65被滞留在胞质聚集体中（图3A），显著抑制其转录激活功能。

4. 下调NF-κB信号通路活性
双荧光素酶报告系统证实，Atx7_93Q-N172-LDEL使TNF-α诱导的NF-κB活性降低65%（图4C），而Atx7_10Q-N172-LDEL（无聚集性）无此效应，表明聚集隔离是功能调控的关键。

5. 抑制下游炎症因子表达
Western blot分析显示，融合蛋白使TNF-α和IL-6蛋白水平分别下降55%和48%（图5），证实其对炎症网络的调控作用。

结论与展望
该研究开创性地将polyQ蛋白的病理特性转化为治疗工具，通过"聚集-隔离"策略直接靶向P65，克服了传统NF-κB抑制剂靶向性不足的缺陷。相较于小分子抑制剂（如BAY 11-7082）或RNA干扰技术，该方法具有更高的特异性，为炎症性疾病和自身免疫病提供了新治疗思路。未来研究需在动物模型中验证其疗效，并评估长期表达对泛素-蛋白酶体系统（UPS）的潜在影响。

技术亮点

1. 创新性应用polyQ蛋白聚集特性开发靶向治疗工具
2. 首次实现通过蛋白聚集特异性调控NF-κB信号通路
3. 建立"分子海绵"式精准隔离技术，避免基因编辑风险
4. 为polyQ蛋白的转化应用开辟新方向