胰岛素降解酶通过抑制Hippo信号通路在帕金森病中发挥神经保护作用

本研究针对帕金森病(PD)中α-突触核蛋白(α-syn)异常聚集的病理机制，探讨了胰岛素降解酶(IDE)的神经保护作用及分子机制。研究人员通过体内外实验发现，IDE表达下调加剧α-syn病理损伤，而过表达IDE可通过抑制Hippo信号通路核心激酶MST1/2，显著改善运动功能障碍并保护多巴胺能神经元。该研究揭示了IDE-Hippo轴在PD中的关键作用，为开发新型治疗策略提供了理论依据。

在神经退行性疾病研究领域，帕金森病(Parkinson's disease, PD)作为第二大常见的神经退行性疾病，其主要病理特征包括黑质多巴胺能神经元的进行性丢失以及α-突触核蛋白(α-synuclein, α-syn)的异常聚集。尽管已有研究表明2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)是PD的重要风险因素，但两者之间的具体分子联系机制尚未完全阐明。胰岛素降解酶(insulin-degrading enzyme, IDE)作为一种锌金属蛋白酶，不仅参与胰岛素降解，还能与多种淀粉样蛋白相互作用，包括阿尔茨海默病中的β-淀粉样蛋白(amyloid-β, Aβ)和PD中的α-syn。然而，IDE在PD发病机制中的具体作用及其潜在分子机制仍有待深入探索。

郑州大学第一附属医院神经内科毛成元教授团队在《Cell Death and Disease》发表的最新研究中，首次揭示了IDE通过抑制Hippo信号通路在PD中发挥神经保护作用的新机制。研究人员发现，在衰老的A53T α-syn转基因PD小鼠模型和α-syn过表达的SH-SY5Y PD细胞模型中，IDE的表达水平显著降低。通过腺相关病毒(adeno-associated virus, AAV)介导的IDE过表达，能够有效改善PD小鼠的运动功能障碍，减少病理性的α-syn积累，并保护多巴胺能神经元。

研究团队采用多组学分析技术，包括RNA测序(RNA sequencing, RNA-seq)和数据非依赖性采集(data-independent acquisition, DIA)蛋白质组学，发现Hippo信号通路是IDE下游的关键调控通路。特别值得注意的是，通过药理性抑制Hippo通路的关键激酶MST1/2，能够模拟IDE的神经保护作用，减轻α-syn病理改变和神经元凋亡。

主要技术方法包括：使用A53T α-syn转基因小鼠构建PD动物模型，通过AAV介导的基因过表达技术调控IDE表达；采用酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)、免疫印迹(western blot)和免疫组织化学等技术检测蛋白表达；通过极杆测试、旋转棒测试、旷场试验和高架十字迷宫等行为学实验评估小鼠运动功能；利用细胞活力检测(CCK-8法)、TUNEL染色和免疫荧光等技术分析细胞毒性；结合转录组学和蛋白质组学进行多组学联合分析。

Reduced IDE in aging A53T a-syn transgenic PD mice

研究发现，在6月龄A53T α-syn转基因小鼠中，黑质(substantia nigra, SN)和纹状体(striatum, STR)区域的IDE表达与野生型小鼠无显著差异，但在12月龄和16月龄时显著降低。同时，IDE的催化活性在所有脑区均明显下降，而血清中IDE水平却显著升高，提示可能存在代偿性调节机制。

Reduced IDE in SH-SY5Y PD model cells

在过表达野生型(SNCA^WT)或突变型(SNCA^A53T)α-syn的SH-SY5Y PD模型细胞中，IDE的蛋白和mRNA水平均显著降低，且与磷酸化α-syn(p-α-syn)水平呈负相关，证实了α-syn负荷与IDE表达之间的反向关系。

Co-localization of IDE with a-syn in vivo, but limited direct interaction in vitro

免疫荧光共定位分析显示，在12月龄A53T α-syn小鼠的黑质区域，IDE与α-syn存在部分共定位，但体外共免疫沉淀实验未检测到两者间的直接相互作用，表明IDE与α-syn的相互作用可能更为复杂，需要其他辅助因子的参与。

AAV-mediated IDE overexpression restores IDE levels and suppresses a-syn in A53T a-syn mice

通过尾静脉注射AAV-IDE，成功恢复了A53T α-syn小鼠黑质和纹状体区域的IDE表达水平，并显著降低了α-syn的蛋白和mRNA水平，证实了IDE过表达对α-syn病理的抑制作用。

AAV-mediated IDE overexpression preserves behavior and dopaminergic neurons in A53T a-syn mice

行为学实验表明，IDE过表达显著改善了PD小鼠的运动协调功能，保护了黑质多巴胺能神经元，减少了α-syn和p-α-syn的免疫反应性，证实了IDE对多巴胺能神经元的保护作用。

IDE overexpression mitigates a-syn-induced toxicity in PD model cells, while IDE knockdown exacerbates neurodegeneration

在PD模型细胞中，IDE过表达显著改善了细胞活力，降低了α-syn水平和细胞毒性，而IDE敲低则产生了相反的效果，进一步证实了IDE在调节α-syn积累和神经元存活中的关键作用。

Multi-omics analyses reveal Hippo signaling as a key downstream pathway of IDE-mediated neuroprotection

转录组和蛋白质组学分析显示，Hippo信号通路是IDE介导的神经保护作用中的主要下游通路。在IDE过表达的A53T α-syn小鼠中，黑质和纹状体区域的差异表达基因和差异表达蛋白显著富集于Hippo信号通路。

IDE gene delivery suppresses Hippo/insulin signaling and limits neuronal apoptosis

研究发现IDE过表达能够抑制Hippo信号通路核心组分MST1/2、p-MST1/2、Mob1b和p-YAP的表达，同时调节胰岛素信号通路，降低神经元凋亡相关标志物Bax、Bax/Bcl-2比值和Caspase 3的水平，减少TUNEL阳性细胞数量。

MST1/2 inhibition(XMU-MP-1) synergizes with IDE to reduce a-syn toxicity in PD model cells

使用MST1/2抑制剂XMU-MP-1处理PD模型细胞，发现其能够模拟IDE的神经保护作用，降低p-MST1/2水平，改善细胞活力，减少α-syn积累和神经元凋亡，进一步证实了IDE-Hippo轴在PD中的关键作用。

研究结论表明，IDE通过抑制Hippo信号通路发挥神经保护作用，减轻α-syn介导的病理改变。该研究不仅揭示了IDE在PD发病机制中的新功能，还提出了靶向IDE-Hippo轴的治疗策略，为PD的药物研发提供了新的方向。值得注意的是，IDE除了其降解功能外，还可能作为"死胡同"分子伴侣、热休克蛋白和E1泛素激活酶发挥作用，这些非降解功能在神经退行性疾病和代谢疾病中可能具有重要影响。

该研究的创新性在于首次将IDE与Hippo信号通路联系起来，揭示了代谢相关酶与凋亡信号在PD进展中的交叉对话。虽然目前证据仅限于啮齿动物和永生化细胞系，但这一发现为开发结合代谢/胰岛素基础方法(恢复IDE)和脑渗透性MST1/2抑制剂的联合治疗策略提供了理论依据。未来的研究需要进一步验证IDE活性在人类PD组织不同疾病阶段的表达变化，以及在患者来源的中脑类器官中的作用，为临床转化研究奠定基础。