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子科生物报道：遗传性痉挛性截瘫(HSP)是一组以进行性下肢痉挛和无力为主要特征的神经系统退行性疾病，其中SPG11和SPG15是两种常染色体隐性遗传的复杂型HSP亚型。这两种疾病通常在青少年期发病，表现为缓慢进展的痉挛性截瘫伴智力衰退、周围神经病变和小脑性共济失调等复杂症状。近年来研究发现，SPG11和SPG15患者细胞中存在明显的自噬体积累、游离溶酶体减少和自噬溶酶体重构(ALR)缺陷，这些病理改变与SPG11基因编码的Spatacsin蛋白和SPG15基因编码的Spastizin蛋白功能缺失密切相关。这两种蛋白在ALR过程中发挥关键作用，其缺陷会导致溶酶体管化障碍，进而影响溶酶体生物发生和功能。尽管已有研究提出糖原合成酶激酶3β(GSK3β)活性和溶酶体神经节苷脂积累作为潜在治疗靶点，但目前仍缺乏有效的治疗手段。
针对这一临床难题，来自意大利的研究团队在《Pharmacological Research》上发表了一项重要研究。研究人员系统评估了两种FDA批准药物——GSK3β抑制剂tideglusib和天然黄酮类化合物柚皮素(naringenin)的治疗潜力，并与已知的ALR调节剂SMER28和神经节苷脂合成抑制剂miglustat进行了比较。研究采用了SPG11和SPG15患者来源的细胞模型，以及通过CRISPR/Cas9技术构建的SPG11基因敲除果蝇模型和已有的SPG15果蝇RNAi模型。
研究采用了多种关键技术方法：通过mRFP-GFP-LC3串联荧光标记系统监测自噬体-溶酶体融合；利用免疫荧光和共聚焦显微镜分析溶酶体形态和ALR过程；采用微管稳定缓冲液固定技术保留溶酶体管状结构；通过负趋地性行为学实验评估果蝇运动功能；使用Western blot和qRT-PCR分析相关蛋白和基因表达水平。所有人类组织样本均获得知情同意和伦理委员会批准。
3.1 柚皮素和SMER28挽救SPG15模型中的自噬体降解
研究发现SPG15患者细胞和果蝇模型中存在明显的自噬体积累和自噬流障碍。通过mRFP-GFP-LC3串联荧光标记系统证实，柚皮素和SMER28能显著增加酸性自噬溶酶体比例，减少自噬体积累。Western blot分析显示这两种化合物可降低LC3-II和SQSTM1/p62蛋白水平。值得注意的是，tideglusib虽能改善自噬体降解，但效果不及柚皮素和SMER28，而miglustat则完全无效。
3.2 柚皮素和SMER28改善SPG15模型中的溶酶体参数
免疫荧光分析发现SPG15模型中存在溶酶体增大和游离溶酶体减少的现象。柚皮素和SMER28能显著减小溶酶体直径，增加游离溶酶体数量，而miglustat处理则导致溶酶体进一步增大。在果蝇模型中，只有柚皮素和SMER28能完全恢复溶酶体参数至正常水平。
3.3 柚皮素和SMER28在体内挽救SPG15果蝇模型的ALR
通过饥饿诱导ALR的实验显示，正常果蝇在饥饿6小时后出现明显的溶酶体管化，而SPG15模型则无此现象。柚皮素和SMER28处理能恢复溶酶体管化过程，增加管状结构数量和长度，而tideglusib和miglustat则无此作用。这表明柚皮素和SMER28能特异性促进ALR过程。
3.4 SPG11模型重现SPG15表型并对治疗产生相似反应
新构建的SPG11基因敲除果蝇模型表现出与SPG15模型相似的表型，包括运动功能障碍、自噬体积累和溶酶体增大。柚皮素和SMER28能同样改善SPG11模型的溶酶体参数和ALR过程。有趣的是，虽然miglustat能减少神经节苷脂GD2的积累，但无法改善溶酶体功能。
3.5 柚皮素和SMER28改善SPG11和SPG15果蝇模型的运动功能
行为学分析显示，柚皮素和SMER28能长期维持两种果蝇模型的运动能力，而tideglusib和miglustat仅在短期(5天)内有效。这表明ALR的恢复与运动功能的长期改善密切相关。
3.6 柚皮素和SMER28通过mTOR下游途径诱导管化形成
分子机制研究发现，柚皮素和SMER28不影响mTOR再激活过程，但能促进mTOR下游的溶酶体管化。此外，两种化合物也不影响TFEB依赖的溶酶体生物合成基因表达，表明其作用机制独立于TFEB通路。
这项研究首次系统比较了不同作用机制的化合物在SPG11和SPG15模型中的治疗效果，证实靶向ALR的干预策略具有重要临床价值。特别是发现天然化合物柚皮素具有与SMER28相似的疗效，能有效促进溶酶体管化、恢复ALR过程，并在长期治疗中维持运动功能改善。这一发现为SPG11/SPG15患者提供了新的治疗选择，鉴于柚皮素已有良好的临床安全性数据，可加速其向临床应用的转化。研究还建立了可靠的临床前评价体系，将溶酶体重构作为关键疗效指标，为其他溶酶体相关疾病的药物开发提供了重要参考。
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