FAM120A蛋白在肌萎缩侧索硬化症网络中的新机制及其对蛋白质稳态的调控作用

《Scientific Reports》:FAM120A - a protein inserted in the ALS disease network

【字体: 时间:2026年02月11日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对肌萎缩侧索硬化症(ALS)发病机制不清的问题,通过生物信息学筛选发现FAM120A是RNA代谢相关新候选基因。在SOD1G93A小鼠模型中发现Fam120A在症状前期mRNA下降、症状期蛋白下降,神经元过表达FAM120A可减少SOD1G93A聚集。该研究为ALS疾病机制和治疗靶点提供了新方向。

  
当我们谈论肌萎缩侧索硬化症(ALS)时,我们面对的是一种令人棘手的神经系统疾病。这种疾病如同一个无形的窃贼,悄无声息地夺走患者控制肌肉运动的能力,最终导致呼吸衰竭。尽管科学家们已经发现了一些与ALS相关的基因突变,但这种疾病的遗传复杂性使得其发病机制仍然笼罩在迷雾之中。更令人困扰的是,目前尚无能够有效阻止或逆转疾病进程的治疗方法。
在这种背景下,研究人员将目光投向了RNA代谢这一关键生物学过程。已有证据表明,RNA处理过程的异常在ALS发病中扮演着重要角色,这为理解疾病机制提供了新的视角。于是,一个关键问题浮出水面:是否存在尚未被发现的、参与RNA代谢且与ALS相关的关键蛋白?
为了回答这个问题,研究团队采用了一种名为"收敛分析"的生物信息学方法,这种方法能够从海量数据中筛选出与疾病密切相关的分子线索。通过这一创新性的分析策略,他们发现了一个此前在ALS研究中较少被关注的蛋白——FAM120A。这个发现犹如在茫茫星海中找到了一颗新的恒星,为ALS研究领域带来了新的希望。
研究团队决定深入探索FAM120A在ALS中的具体作用。他们首先在SOD1G93A转基因小鼠模型(这是研究ALS的经典动物模型)中观察Fam120A的表达变化。令人惊讶的是,在疾病症状出现之前,小鼠脊髓中Fam120A的mRNA水平就已经显著下降。随着疾病进展到症状期,Fam120A蛋白水平也出现明显降低。这一发现表明,Fam120A的表达异常可能不仅仅是疾病的结果,而是积极参与了疾病的发生发展过程。
进一步的组织学分析显示,Fam120A主要表达于脊髓的神经元中,这一分布特征与其可能参与运动神经元功能调节的假设相吻合。为了验证Fam120A的功能,研究人员在运动神经元细胞培养模型中过表达了FAM120A,结果发现这能够显著减少SOD1G93A蛋白聚集的形成。蛋白聚集是ALS的重要病理特征之一,这一发现提示FAM120A可能通过维持蛋白质稳态(proteostasis)来发挥保护作用。
主要技术方法包括:通过生物信息学进行收敛分析筛选候选基因;使用SOD1G93A转基因小鼠作为ALS动物模型;采用细胞培养模型进行功能验证;运用实时荧光定量PCR检测mRNA表达;通过蛋白质印迹和免疫组织化学分析蛋白表达与定位。
Fam120A在SOD1G93A小鼠模型中的表达变化
研究人员发现,在SOD1G93A转基因小鼠的脊髓中,Fam120A的mRNA水平在疾病症状出现前就已经显著降低,而蛋白水平的下降则出现在症状明显的疾病阶段。这一时序性的表达变化提示Fam120A可能参与了ALS的早期发病机制。
Fam120A的细胞定位
通过免疫组织化学分析,研究显示Fam120A主要定位于脊髓的神经元中,特别是在运动神经元中表达较为丰富。这一分布特征与其可能参与运动神经元功能维持的作用相一致。
FAM120A过表达对SOD1G93A聚集的影响
在运动神经元细胞模型中,过表达FAM120A能够显著减少SOD1G93A突变蛋白的聚集形成。这一结果说明FAM120A可能通过调节蛋白质稳态机制来减轻ALS相关的病理变化。
本研究通过系统的实验验证,确立了FAM120A作为ALS疾病网络中的一个新型组成部分。研究发现不仅揭示了FAM120A在ALS病程中的动态变化规律,还证明了其在维持蛋白质稳态中的潜在功能。这些发现为理解ALS的分子机制提供了新的视角,同时也提示FAM120A可能成为未来ALS治疗策略的一个有价值靶点。该研究的创新性在于将生物信息学筛选与实验验证相结合,为复杂疾病的研究提供了可借鉴的研究范式。论文发表于《Scientific Reports》,为ALS研究领域增添了新的重要证据。
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