金泽大学纳米生命科学研究所(WPI-NanoLSI)的研究人员发现了一种叫做层合蛋白a的蛋白质如何帮助修复细胞DNA周围的保护屏障。研究结果揭示了纤层蛋白A的独特作用及其在治疗哈钦森-吉尔福德早衰综合征(一种导致早衰的罕见疾病)方面的潜力。
核膜(NE)是保护细胞遗传物质的重要屏障。它由核层(NL)支持,这是一个由层蛋白组成的纤维蛋白网络,包括层蛋白a (LA)和层蛋白C (LC)。机械应力或基因异常可导致东北骨破裂,使遗传物质暴露于损伤之中。当层粘连蛋白C迅速积聚在NE断裂部位以促进修复时,层粘连蛋白A表现出较慢和较弱的定位。
这种缓慢的反应带来了巨大的挑战,特别是在像哈钦森-吉尔福德早衰综合征(HGPS)这样的疾病中。在HGPS中,LMNA基因的突变产生progerin,这是一种与NE永久相关并破坏修复机制的层粘连蛋白a的缺陷变体。由于progerin的活动能力受损减少了可用于修复的储备池,细胞损伤可能进一步加剧,从而加速患者的衰老症状。
金泽大学NanoLSI的Takeshi Shimi领导的一个国际研究小组旨在解决一个关键问题:为什么与层粘连蛋白C相比,层粘连蛋白a在NE断裂部位的定位更慢,这种差异如何影响正常和患病状态下的核稳定性?具体来说,他们试图了解层粘胶蛋白A独特的尾部区域和翻译后修饰(如法尼化)如何影响其定位和功能。
重要发现
纤层蛋白A的尾部区域
研究人员已经确定了层粘胶蛋白A尾部区域的特定序列,称为“层粘胶蛋白A特征序列”(LACS1和LACS2),可以抑制其快速定位到破裂位点。
Progerin对HGPS的影响
Progerin的缺陷结构导致其永久滞留在NE,减少了有效NE修复所需的核质层粘连蛋白A库。这种延迟反应
分析了无有限公司
导致核不稳定和细胞老化。
的治疗潜力
法尼基转移酶抑制剂(FTI)
nafarnib (Zokinvy)改善progerin和lamin A的流动性,并增加其核质可用性,在健康和HGPS模型中显著增强NE修复。该药在美国、欧洲和日本被批准用于治疗HGPS患者。
“这项研究填补了我们对Lamin a在核修复中的作用的理解的关键空白。它为开发针对核不稳定性为标志的疾病的治疗方法提供了可行的见解,例如HGPS,”作者说。