今天的主角依然是Autophagy “自噬”。

想要通过清除神经毒性堆积物，自噬功不可没。

那么，有哪些药物/食物可以激活神经细胞的自噬呢？

作为一种保守的降解途径，自噬是几乎所有真核细胞内质量控制系统的一部分。而神经元中的自噬，可抵消易于聚集的错误折叠的蛋白质毒性。因此，在药理学上增强神经元细胞中的自噬通量，以增强神经毒性错折叠蛋白的清除率，有机会成为与错误折叠的蛋白质积累相关的神经退行性疾病（NDs）（如：帕金森病、亨廷顿病、肌萎缩性侧索硬化症）的治疗思路。

我们一起来看下Autophagy杂志上的一篇文章：

Trehalose induces autophagy via lysosomalmediated TFEB activation in models of motoneuron degeneration

翻译：运动神经元退行模型中，海藻糖通过溶酶体介导的TFEB激活诱导自噬

Autophagy(IF9.770)PubDate:2018-10-18,DOI: 10.1080/15548627.2018.1535292

该文证明了海藻糖通过诱导快速和短暂的溶酶体增大和溶酶体膜通透性（LMP）调节自噬。这种作用与Ca2+依赖性磷酸酶PPP3 /钙调神经磷酸酶的活化，和TFEB的去磷酸化和核易位有关。

图注：海藻糖通过诱导溶酶体损伤，促使Ca2+释放和PPP3CB诱导的TFEB核易位，从而使受TFEB转录激活的基因表达上调（有溶酶体水解酶和溶酶体膜蛋白相关基因：Ctsb，Gla，Lamp2a，Mcoln1，Tpp1，自噬相关组件基因：Becn1，Atg10，Atg12，Sqstm1 / p62，Map1lc3b，Hspb8和Bag3），随后诱导自噬，自噬的激活清除了聚集的神经毒性沉积物达到保护神经细胞的目的。

我们来看文章的结果部分

一、海藻糖诱导永生化的运动神经元中TFEB核易位和自噬相关基因的激活

在前期研究中，作者发现：

①海藻糖可诱导TFEB（转录因子EB）的核易位；

②海藻糖在体外和体内都具有有效的亲自噬活性。

因此，文章利用海藻糖来培养永生化的运动神经元NSC34（神经母细胞瘤细胞）进行探索。

实验显示，未经处理的条件下，内源性TFEB被限制在细胞质中；而海藻糖治疗后，TFEB出现在细胞核中且在18-48小时到达高峰，说明TFEB发生了易位，提示TFEB介导的自噬诱导可能是海藻糖治疗的晚期事件。

接下来测试海藻糖治疗是否能导致TFEB靶向调节的自噬相关基因的转录激活：48小时后，Hspb8、Sqspm1/p62、Map1Lc3b和Atg12的表达改变最大，表明这些蛋白之间具有协同活性。海藻糖通过诱导由TFEB转录调控的基因来发挥作用。

二、TFEB下调防止海藻糖介导的自噬诱导

使用TFEB-siRNA下调TFEB，检测海藻糖诱导的自噬水平。

结果显示，海藻糖诱导大多数溶酶体功能相关基因的表达显著增加，且TFEB的下调显著降低了海藻糖诱导的这些基因的表达。另外，TFEB下调并不影响海藻糖诱导的Zkscan3、Hspb8基因的表达，这表明其表达与TFEB介导的转录调控无关。

结论：TFEB对诱导自噬和溶酶体功能至关重要。

三、海藻糖以TFEB依赖性方式促进神经毒性错折叠蛋白的清除

为了验证海藻糖对神经毒性错折叠蛋白的清除，文章应用了一个AR（雄激素受体）突变的细胞(ARpolyQ细胞)，其中含有含有一个细长的polyQ（聚谷氨酰胺）束。ARpolyQ负责脊髓和球部肌萎缩（NDs），作者在前期已经证明了在海藻糖治疗后其细胞聚集可被清除。

ARpolyQ细胞模型的特点，细胞聚集和相关的神经毒性是可被睾酮触发的。

用100 mM海藻糖处理后，细胞聚集被清除，Q46（含有46种聚谷氨酰胺的ARPolyQ）完全恢复至AR；睾酮诱导后，AR又发生Q46聚集。实验中TFEB下调完全消除了海藻糖对睾酮诱导的单体和聚合AR的促降解活性。证明海藻糖通过TFEB途径增强ARpolyQ清除。

随后，其他NDs的神经毒性错折叠蛋白也进行了检测：TARDBP，负责肌萎缩侧索硬化；SOD1突变，负责前侧颞叶痴呆。结果提示：海藻糖清除TARDBP-25，或GFP-SOD1突变蛋白依赖TFEB途径。

四、海藻糖诱导的TFEB激活是由PPP3介导的

接下来本文就探讨了海藻糖激活TFEB的分子机制。有参考文献指出：TFEB核易位和转录活化是由PPP3CB通过去磷酸化控制的。因此，文章在海藻糖处理的细胞中，评估了Ppp3cb下调后的TFEB核易位。结果发现，海藻糖治疗后的TFEB激活依赖于PPP3CB活性。

五、海藻糖诱导短暂的溶酶体损伤

因为有研究表明，TFEB去磷酸化所需的PPP3CB活性，可以由溶酶体融合和其他导致Ca2+释放的溶酶体事件所触发。所以又回归到了溶酶体钙流的探讨...

对海藻糖处理的细胞做电镜观察发现处理组细胞显示出几个增大的溶酶体，在海藻糖处理24-48小时体积加倍。此后2和6小时，细胞中超过一半扩大的溶酶体的膜也出现间隙。提示：海藻糖处理会破坏溶酶体限制膜的完整性。

同时作者为了检测溶酶体膜渗透性(LMP)，还应用了EGFP-LGALS3（凝集素）质粒：它结合溶酶体中的β-半乳糖苷残基，表现为核、质都出现荧光；但溶酶体膜渗透性LMP被诱导时，LGALS3会被隔离在溶酶体内以标记单个溶酶体。荧光显微镜、WB：L-亮氨酸甲酯(LLOMe)（诱导LMP的阳性对照），显著的斑点形成；而海藻糖处理后从18小时到48小时，EGFP-LGALS3斑点减少。STED显微镜：处理6小时的细胞，核内出现荧光斑点，提示溶酶体是可渗透的。

结论：海藻糖会诱导溶酶体增大和损伤，导致处理细胞的溶酶体膜渗透性(LMP)增加。

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