《Bioorganic Chemistry》：Verbascoside and echinacoside inhibits the fibrillation of human α-synuclein and disassembles mature fibrils
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α-syn纤维化抑制与解聚机制研究显示，echinacoside（ECH）和verbascoside（VER）通过抑制纤维形成、促进成熟纤维解聚及缓解细胞毒性发挥神经保护作用，其中VER与α-syn疏水NAC核心通过非共价作用稳定纤维
Jieshi Zhong|Haiyang Luo|Chenyang Liu|Suying Duan|Honglin Zheng|Yaochong Zhang|Wenzhuo Zhao|Tuo Wang|Si Yan|Xianwen Wei|Yuming Xu
郑州大学第一附属医院神经内科，中国河南省郑州市450000
摘要
针对α-突触核蛋白（α-syn）淀粉样纤维被认为是治疗帕金森病（PD）的一种有前景的策略。在本研究中，我们系统评估了两种多酚类小分子——Echinacoside（ECH）和Verbascoside（VER）对人类α-syn淀粉样蛋白形成的直接调控作用。通过结合Thioflavin T（ThT）荧光动力学、二级结构分析（CD和FTIR光谱）、形态学特征（TEM、AFM和DLS）以及分子对接技术，全面评估了它们抑制α-syn纤维形成和分解已形成的纤维的能力。ECH和VER均以剂量依赖的方式抑制α-syn纤维化，并促进成熟纤维的分解，同时减轻了成熟α-syn纤维对SH-SY5Y细胞的细胞毒性。分子对接分析显示，VER通过多种非共价相互作用优先与α-syn的疏水NAC核心结合，从而稳定其与淀粉样纤维的结合。总体而言，这些发现表明，苯乙酰苷类化合物VER和ECH可以直接干扰α-syn的淀粉样蛋白形成，为开发针对α-syn的帕金森病治疗策略提供了实验支持。
引言
α-突触核蛋白（α-syn）的错误折叠及其随后组装成富含β-折叠片的淀粉样纤维被认为是帕金森病（PD）发病机制和进展中的关键分子事件[1]。由于小分子化合物具有明确的化学结构、高度的可修饰性、良好的生物相容性和有利的药代动力学特性，它们已成为淀粉样相关疾病药物筛选和开发的重要靶点[2]。越来越多的证据表明，某些小分子可以干扰α-syn的错误折叠和淀粉样纤维的形成[3],[4],[5],[6]。因此，直接针对α-syn的淀粉样蛋白形成已被提出作为治疗PD的一种有前景的疾病修饰策略[7]。
Cistanche属植物在传统草药中广泛使用，因其神经保护作用而受到关注[8]。从Cistanche中提取的两种代表性多酚类小分子Verbascoside（VER）和Echinacoside（ECH）已被报道通过多种机制在PD模型中发挥神经保护作用，包括抗炎和抗氧化活性、抑制凋亡和焦亡、增强自噬以及抑制铁死亡[9],[10],[11],[12],[13]。然而，尽管有大量证据支持它们在细胞和动物模型中的神经保护作用，但其在蛋白质水平上的分子机制仍不明确。特别是，VER和ECH是否可以直接与α-syn相互作用并调节其淀粉样蛋白形成过程尚未得到系统研究。
基于此，本研究系统评估了VER和ECH对α-syn淀粉样蛋白聚集的直接调控作用，重点关注它们抑制纤维形成和促进已形成成熟纤维分解的能力。
部分内容
重组α-syn的表达与纯化
使用原核表达系统表达了重组人α-syn并进行了纯化。含有homologous human SNCA基因（140个氨基酸）的质粒CV205–6×His–α-syn来自内部质粒库。该重组质粒被转入大肠杆菌 BL21 (DE3)感受态细胞中，并在LB液体培养基中扩增。当培养物OD600达到0.6–0.8时，用1 mM异丙基β-D-1-硫代半乳吡喃糖苷（IPTG）诱导蛋白质表达。ThT荧光动力学分析
ThT是一种苯并噻唑荧光探针，能够选择性地结合淀粉样纤维的交叉β结构，在自由状态下几乎不发光。与淀粉样纤维结合后，由于光谱变化，其荧光强度显著增加，因此ThT荧光动力学成为衡量淀粉样纤维形成的常用定量指标[14]。在本研究中，我们评估了ECH和VER对α-syn淀粉样蛋白形成的影响（化学结构见图1）。讨论
在本研究中，我们系统评估了两种多酚化合物ECH和VER对α-syn淀粉样蛋白形成的直接调控作用。研究结果表明，ECH和VER不仅有效减少了由种子蛋白诱导的α-syn错误折叠和淀粉样纤维的形成，还促进了成熟纤维的分解，并减轻了α-syn PFFs在SH-SY5Y细胞中的毒性。
ECH和VER是从传统药用植物Cistanche中提取的两种苯乙酰苷类化合物，据信具有
结论
本研究表明，ECH和VER可以抑制α-syn淀粉样纤维的形成并促进成熟纤维的分解。这两种化合物还能减轻α-syn PFFs引起的神经毒性（在SH-SY5Y细胞中），发挥神经保护作用。
作者贡献声明
Jieshi Zhong：撰写——初稿、研究设计、概念构思。Haiyang Luo：撰写——审稿与编辑、资金获取、概念构思。Chenyang Liu：数据验证、正式分析。Suying Duan：正式分析、数据管理。Honglin Zheng：数据可视化、软件应用。Yaochong Zhang：数据可视化、软件应用。Wenzhuo Zhao：数据可视化、软件应用。Tuo Wang：数据验证、正式分析。Si Yan：数据验证。Xianwen Wei：方法学设计、概念构思。Yuming Xu：项目监督。
资助
作者的工作得到了国家自然科学基金（项目编号82301619和82571514）、河南省重点科技创新项目（项目编号232102311229）、河南省医学科技重点研究计划（项目编号LHGJ20210293）以及中国博士后科学基金（项目编号2022M722875和2023T160600）的支持。利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
