神经退行性疾病是由神经元及其髓鞘的丧失引起,随着时间推移会不断恶化,最终导致认知或身体功能障碍。近年来的研究发现,应激颗粒的异常形成和持续存在与多种神经退行性疾病密切相关,如阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症。这些疾病的本质是蛋白质的错误折叠和聚集,而应激颗粒被认为是蛋白质聚集的前体结构。来自圣犹大儿童研究医院泰勒实验室的JPaul Taylor团队在《细胞生物学杂志》上发表了一项题为《小分子抑制剂的识别:G3BP驱动的应激颗粒形成》的研究文章,深入探讨了应激颗粒在细胞内的形成与解体机制,为理解神经退行性疾病提供了新见解,也为潜在的治疗方案指明了方向。
应激颗粒(SGs)是细胞在面对热休克、氧化应激或病毒感染等压力时形成的一种无膜细胞器。当危机发生时,细胞会暂停蛋白翻译,将未翻译的mRNA及部分蛋白质打包成小颗粒以进行保护。虽然SGs的形成被视为对细胞应激的短暂保护反应,但其失调或长时间存在可能会导致多种神经退行性疾病的发生。
在此项研究中,研究团队设计并合成了两种新型小分子G3Ia和G3Ib抑制剂。这些小分子通过阻断G3BP1/2(应激颗粒形成的关键 protein)与其结合伙伴的相互作用,从而有效防止应激颗粒的形成。实验结果表明,G3Ia和G3Ib能够显著减少多种应激条件下的应激颗粒生成,并迅速解散已有的应激颗粒。这一发现不仅印证了研究团队的理论假设,还为药物开发与疾病治疗提供了坚实基础。
在开发G3BP1/2驱动的应激颗粒形成抑制剂的过程中,研究团队利用安捷伦BioTek Cytation C10共聚焦微孔板成像检测系统进行大规模检测,以实时监测应激颗粒的动态变化,包括G3Ia和G3Ib处理前后的形态和数量变化,准确评估这些化合物的效果。结果显示,所开发的小分子抑制剂能够在体外和活细胞中有效阻止G3BP驱动的应激颗粒形成,更为令人振奋的是,这些化合物还能引发已存在应激颗粒的快速解散。因此,通过调控应激颗粒的形成和解体,或将成为治疗神经退行性疾病的新策略。而G3Ia和G3Ib化合物便是这一新方向的潜在候选药物。
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