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本研究针对慢性应激条件下细胞应激颗粒（SG）形成受阻的机制展开探索。研究人员通过多模型慢性应激预处理发现，细胞在后续急性应激时无法有效组装SG，其机制与翻译延伸因子eEF2磷酸化介导的核糖体停滞相关。该研究首次揭示慢性应激通过减缓翻译延伸速率，阻碍多聚体解离，从而破坏SG动态平衡，为理解慢性疾病中应激反应失调提供了新视角。
当细胞遭遇外界压力时，会迅速在细胞质内组装起一种名为应激颗粒（stress granule, SG）的动态结构。这些膜状细胞器通过募集翻译停滞的mRNA和多种RNA结合蛋白，形成复杂的核糖核蛋白凝聚体，帮助细胞在逆境中生存。然而，在慢性疾病如神经退行性疾病和癌症中，细胞长期处于低强度应激状态，这种持续的应激如何影响SG的动态变化，至今仍是未解之谜。
传统研究多聚焦于急性应激下SG的组装与解聚过程，而对慢性应激条件下SG的命运知之甚少。慢性应激不仅持续时间长，其强度也往往低于急性应激，这种"温水煮青蛙"式的刺激是否会让细胞对后续更强烈的应激产生"耐受"，甚至改变其生存决策？为了解决这一科学问题，由Yuichiro Adachi、Allison M. Williams等研究人员组成的团队在《iScience》上发表了他们的最新发现。
研究人员采用了一种巧妙的实验策略：先用低剂量的多种应激源（包括氧化应激、内质网应激、线粒体应激和营养饥饿）预处理细胞24小时，模拟慢性应激条件，然后再施加急性应激刺激。令人惊讶的是，与未预处理的细胞相比，这些"经历丰富"的细胞在面对急性应激时，竟然无法有效组装SG。
通过多聚体分析技术，研究人员发现了一个关键机制：慢性应激预处理后的细胞，在急性应激下无法有效解聚多聚体。正常情况下，急性应激通过磷酸化翻译起始因子eIF2α，迅速抑制翻译起始，导致多聚体解离，释放的mRNPs进而组装成SG。然而，在慢性应激预处理的细胞中，尽管eIF2α同样被磷酸化，多聚体却"顽固"地保持部分完整状态。
进一步探索发现，慢性应激会触发翻译延伸因子eEF2在Thr56位点的磷酸化。eEF2负责催化核糖体沿mRNA的移位过程，其磷酸化会显著减缓翻译延伸速率。这种"慢动作"式的翻译导致核糖体在mRNA上停滞，类似于翻译延伸抑制剂anisomycin的作用效果。
研究人员还使用嘌呤霉素（puromycin）这一能引起翻译提前终止和核糖体解离的药物进行验证。在正常细胞中，嘌呤霉素能促进SG形成，但在慢性应激预处理的细胞中，它却失去了这一效果，进一步证实了核糖体停滞假说。
值得注意的是，这种由慢性应激诱导的核糖体停滞与已知的核糖体碰撞有所不同。虽然两者都涉及核糖体运动的受阻，但慢性应激主要引起的是单个核糖体的停滞，而非大规模的碰撞堆积。这种细微差别可能解释了为什么慢性应激条件下细胞没有立即激活强烈的核糖体毒性应激反应（ribotoxic stress response, RSR）。
研究的关键技术方法包括：免疫荧光显微术检测SG形成、多聚体分析技术评估翻译状态、蛋白质印迹分析信号分子磷酸化、核糖体滞留实验评估翻译延伸速率，以及mRNA pull-down技术分析SG相关转录本。
慢性应激抑制SG形成
研究人员通过时间梯度和剂量梯度的亚砷酸钠（sodium arsenite, SA）处理，系统评估了慢性应激对SG形成的影响。结果显示，长时间（24小时）低剂量（10μM）SA预处理会显著抑制后续急性应激诱导的SG组装。这一现象在不同类型的慢性应激源（氧化应激、内质网应激、线粒体应激、营养饥饿）中均得到验证，表明其具有普遍性。
不完全的多聚体解离
通过多聚体分析，研究人员发现慢性应激预处理细胞在急性应激下无法完全解聚多聚体。与未预处理细胞中急性应激导致多聚体迅速解离不同，预处理细胞中多聚体/单核糖体比值仅部分下降，这与SG形成受阻的表型高度一致。
嘌呤霉素无法促进SG形成
为区分翻译起始和延伸在SG形成中的作用，研究人员使用嘌呤霉素进行处理。正常情况下，嘌呤霉素能促进SG形成，但在慢性应激预处理细胞中，这一效应被完全抑制，表明翻译延伸过程存在异常。
慢性应激诱导翻译延伸减缓
通过 Harringtonine 实验和核糖体滞留分析，研究人员直接证实慢性应激会减缓翻译延伸速率。预处理细胞的核糖体在mRNA上的移位速度明显减慢，导致翻译进程受阻。
eEF2磷酸化的关键作用
机制上，慢性应激会诱导eEF2在Thr56位点的磷酸化，从而抑制其GTP依赖的移位酶活性。使用eEF2激酶（eEF2K）激动剂nelfinavir（NFV）模拟这一磷酸化状态，能重现慢性应激对SG形成的抑制效应。
这项研究首次揭示了慢性应激通过eEF2磷酸化途径调控翻译延伸速率，进而影响SG组装的新机制。与急性应激主要靶向翻译起始不同，慢性应激似乎更倾向于"微调"翻译延伸过程，这种差异可能反映了细胞对不同应激模式的适应性策略。
从生理意义上讲，慢性应激下翻译延伸的减缓可能是一种能量节约机制，帮助细胞在长期逆境中维持代谢平衡。然而，这种适应也可能是一把双刃剑：当细胞面临额外急性应激时，由于核糖体停滞和多聚体无法有效解离，SG形成受阻，可能削弱细胞的应急保护能力，最终导向细胞死亡。
该研究为理解慢性疾病（如神经退行性疾病、癌症等）中应激反应失调提供了新的分子框架。在老龄化等慢性应激状态下，细胞可能逐渐丧失形成保护性SG的能力，这一过程可能与年龄相关疾病的发病机制密切相关。未来针对eEF2通路或核糖体质量控制（ribosome-associated quality control, RQC）机制的干预，可能为这些疾病的治疗提供新思路。
