分享一篇发表在Nature Chemical Biology上的文章，题目为“Small-molecule dissolution of stress granules by redox modulation benefits ALS models”，通讯作者是来自德国马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所的Richard J. Wheeler研究员和Tony Hyman研究员，研究方向分别是细胞运动与形态和相分离。

渐冻症（ALS）是一种致命的神经退行性疾病，主要影响运动神经元，导致患者逐渐失去肌肉控制能力，最终因呼吸衰竭而死亡。目前，渐冻症的治疗手段极为有限，仅有两种药物获得FDA批准，但这些药物无法阻止疾病的发展。因此，探索新的治疗途径对于改善渐冻症患者的预后至关重要。此前研究表明许多与家族性渐冻症相关的突变都发生在RNA结合蛋白中，如TDP-43和FUS。这些蛋白具有大段的内在无序区域（IDRs），在正常情况下主要定位于细胞核中，参与基因表达调控和DNA损伤响应。然而，在细胞应激时，它们会被转运到细胞质中，并与mRNA 等其他分子一起形成应激颗粒。而渐冻症相关的FUS和TDP-43 突变体则可能导致应激颗粒的异常相变，使得应激颗粒难以在应激解除后溶解，从而将核蛋白困在细胞质中，引发神经退行性病变。在本文中，作者通过筛选发现硫辛酰胺能抑制蛋白的聚集并改善神经退行性疾病。

首先作者采用了一种基于细胞的筛选方法。他们构建了融合表达GFP的FUS蛋白（FUS-GFP）的 HeLa 细胞系，利用高内涵成像策略对 Pharmakon 文库中的1600个小分子进行了筛选。从中，他们筛选出了能够显著减少应激颗粒数量的47个化合物。随后，他们又通过低盐和还原的策略筛选直接影响应激颗粒蛋白的化合物。其中，作者发现硫辛酰胺能够在砷酸盐诱导的情况下显著的抑制FUS形成应激颗粒。随后作者又采用N15标记的策略和衍生光交联基团的策略验证了硫辛酰胺在处理时确实能够进入到细胞内部并与应激颗粒共定位。

接下来，作者合成了一系列与硫辛酰胺相似的化合物来研究构效关系（SAR）。他们发现硫辛酸的R/S异构体表现出相似的EC50，表明构型的影响较小，而氨基部分转化为三级胺则会升高EC50。此外，他们也发现硫辛酰胺中的二硫戊环是活性所必须的，将其验证为稳定的硫醚则会显著降低活性，因此他们猜测硫辛酰胺可能是通过氧化还原过程发挥功能。

随后，作者通过TPP实验探究了硫辛酰胺发挥功能过程中的直接相互作用蛋白。其中，作者发现硫辛酰胺和砷酸盐处理导致 70 种蛋白质的热稳定性显著增加。通过RNAi的筛选策略，作者发现富含脯氨酸和谷氨酰胺的剪接因子（SFPQ）以及富含丝氨酸/精氨酸的剪接因子1（SRSF1）的敲低能够影响硫辛酰胺的功能。

由于此前研究表明甲硫氨酸的氧化还原状态可调控相分离过程，而作者通过序列分析发现SFPQ中含有28个甲硫氨酸。因此，作者通过非天然氨基酸插入的方式将SFPQ中的M替换为了非天然氨基酸AHA，结果表明AHA的插入确实会减少应激颗粒的形成，而敲低SFPQ则可挽救这一表型，表明是该蛋白依赖的。最终，作者也证明了谷氨酰胺确实能够减轻家族性 ALS 模型中的 ALS 表型。

总的来说，作者通过基于细胞的化合物筛选策略发现硫辛酰胺能够抑制应激颗粒的形成，并起到改善神经退行性疾病的作用。

本文作者：WYQ

责任编辑：MB

DOI：10.1038/s41589-025-01893-5

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41589-025-01893-5