?子科生物報道：遺傳性痙攣性截癱(HSP)是一組以進行性下肢痙攣和無力為主要特征的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，其中SPG11和SPG15是兩種常染色體隱性遺傳的復雜型HSP亞型。這兩種疾病通常在青少年期發(fā)病，表現(xiàn)為緩慢進展的痙攣性截癱伴智力衰退、周圍神經(jīng)病變和小腦性共濟失調(diào)等復雜癥狀。近年來研究發(fā)現(xiàn)，SPG11和SPG15患者細胞中存在明顯的自噬體積累、游離溶酶體減少和自噬溶酶體重構(ALR)缺陷，這些病理改變與SPG11基因編碼的Spatacsin蛋白和SPG15基因編碼的Spastizin蛋白功能缺失密切相關。這兩種蛋白在ALR過程中發(fā)揮關鍵作用，其缺陷會導致溶酶體管化障礙，進而影響溶酶體生物發(fā)生和功能。盡管已有研究提出糖原合成酶激酶3β(GSK3β)活性和溶酶體神經(jīng)節(jié)苷脂積累作為潛在治療靶點，但目前仍缺乏有效的治療手段。

針對這一臨床難題，來自意大利的研究團隊在《Pharmacological Research》上發(fā)表了一項重要研究。研究人員系統(tǒng)評估了兩種FDA批準藥物——GSK3β抑制劑tideglusib和天然黃酮類化合物柚皮素(naringenin)的治療潛力，并與已知的ALR調(diào)節(jié)劑SMER28和神經(jīng)節(jié)苷脂合成抑制劑miglustat進行了比較。研究采用了SPG11和SPG15患者來源的細胞模型，以及通過CRISPR/Cas9技術構建的SPG11基因敲除果蠅模型和已有的SPG15果蠅RNAi模型。

研究采用了多種關鍵技術方法：通過mRFP-GFP-LC3串聯(lián)熒光標記系統(tǒng)監(jiān)測自噬體-溶酶體融合；利用免疫熒光和共聚焦顯微鏡分析溶酶體形態(tài)和ALR過程；采用微管穩(wěn)定緩沖液固定技術保留溶酶體管狀結構；通過負趨地性行為學實驗評估果蠅運動功能；使用Western blot和qRT-PCR分析相關蛋白和基因表達水平。所有人類組織樣本均獲得知情同意和倫理委員會批準。

3.1 柚皮素和SMER28挽救SPG15模型中的自噬體降解
研究發(fā)現(xiàn)SPG15患者細胞和果蠅模型中存在明顯的自噬體積累和自噬流障礙。通過mRFP-GFP-LC3串聯(lián)熒光標記系統(tǒng)證實，柚皮素和SMER28能顯著增加酸性自噬溶酶體比例，減少自噬體積累。Western blot分析顯示這兩種化合物可降低LC3-II和SQSTM1/p62蛋白水平。值得注意的是，tideglusib雖能改善自噬體降解，但效果不及柚皮素和SMER28，而miglustat則完全無效。

3.2 柚皮素和SMER28改善SPG15模型中的溶酶體參數(shù)
免疫熒光分析發(fā)現(xiàn)SPG15模型中存在溶酶體增大和游離溶酶體減少的現(xiàn)象。柚皮素和SMER28能顯著減小溶酶體直徑，增加游離溶酶體數(shù)量，而miglustat處理則導致溶酶體進一步增大。在果蠅模型中，只有柚皮素和SMER28能完全恢復溶酶體參數(shù)至正常水平。

3.3 柚皮素和SMER28在體內(nèi)挽救SPG15果蠅模型的ALR
通過饑餓誘導ALR的實驗顯示，正常果蠅在饑餓6小時后出現(xiàn)明顯的溶酶體管化，而SPG15模型則無此現(xiàn)象。柚皮素和SMER28處理能恢復溶酶體管化過程，增加管狀結構數(shù)量和長度，而tideglusib和miglustat則無此作用。這表明柚皮素和SMER28能特異性促進ALR過程。

3.4 SPG11模型重現(xiàn)SPG15表型并對治療產(chǎn)生相似反應

新構建的SPG11基因敲除果蠅模型表現(xiàn)出與SPG15模型相似的表型，包括運動功能障礙、自噬體積累和溶酶體增大。柚皮素和SMER28能同樣改善SPG11模型的溶酶體參數(shù)和ALR過程。有趣的是，雖然miglustat能減少神經(jīng)節(jié)苷脂GD2的積累，但無法改善溶酶體功能。

3.5 柚皮素和SMER28改善SPG11和SPG15果蠅模型的運動功能
行為學分析顯示，柚皮素和SMER28能長期維持兩種果蠅模型的運動能力，而tideglusib和miglustat僅在短期(5天)內(nèi)有效。這表明ALR的恢復與運動功能的長期改善密切相關。

3.6 柚皮素和SMER28通過mTOR下游途徑誘導管化形成
分子機制研究發(fā)現(xiàn)，柚皮素和SMER28不影響mTOR再激活過程，但能促進mTOR下游的溶酶體管化。此外，兩種化合物也不影響TFEB依賴的溶酶體生物合成基因表達，表明其作用機制獨立于TFEB通路。

這項研究首次系統(tǒng)比較了不同作用機制的化合物在SPG11和SPG15模型中的治療效果，證實靶向ALR的干預策略具有重要臨床價值。特別是發(fā)現(xiàn)天然化合物柚皮素具有與SMER28相似的療效，能有效促進溶酶體管化、恢復ALR過程，并在長期治療中維持運動功能改善。這一發(fā)現(xiàn)為SPG11/SPG15患者提供了新的治療選擇，鑒于柚皮素已有良好的臨床安全性數(shù)據(jù)，可加速其向臨床應用的轉化。研究還建立了可靠的臨床前評價體系，將溶酶體重構作為關鍵療效指標，為其他溶酶體相關疾病的藥物開發(fā)提供了重要參考。