在神经退行性疾病的研究领域，诸多谜团如同层层迷雾，笼罩着科研人员。脯氨酰寡肽酶（Prolyl oligopeptidase，PREP）和 α- 突触核蛋白（α-synuclein，aSyn）之间的关系便是其中一个亟待解开的谜题。PREP 作为一种能够切割生物活性肽的丝氨酸肽酶，自发现以来，便因其在神经领域的潜在作用备受关注。早期，人们认为抑制 PREP 可以改善记忆、学习以及脑损伤状况；后来又发现它与锂等情绪稳定药物的效果相关；而当发现 PREP 抑制剂能在细胞和动物模型中阻断 aSyn 聚集时，它再次成为研究热点，毕竟 aSyn 聚集与路易体痴呆、帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病密切相关。
然而，尽管对 PREP 和 aSyn 分别进行了大量研究，但它们之间相互作用的本质仍不清晰。此前的研究存在诸多矛盾和未解答的问题，比如在体外实验中，PREP 对 aSyn 的作用机制尚未明确，在细胞内二者的关联以及与相关疾病进程的关系也有待进一步探索。正是在这样的背景下，为了深入了解 PREP 和 aSyn 之间的相互作用，国外研究人员开展了此项研究，相关成果发表在《Biochimie》杂志上。
该研究意义重大。它为揭示神经退行性疾病的发病机制提供了新的线索，有助于科学家们更好地理解疾病的发展过程，从而为开发更有效的治疗方法奠定基础。
在研究方法上，研究人员运用了多种技术手段。首先是荧光相关光谱技术，用于研究 aSyn 的聚集过程；通过硫黄素 - T（Thioflavin-T）荧光实验进一步分析 aSyn 聚集情况；利用肽阵列来确定 PREP 在 aSyn 序列上的结合位点；借助双染色免疫荧光显微镜技术，研究 PREP 和应激标记物在细胞中的亚细胞定位，实验细胞选用 SH-SY5Y 细胞，并设置了不同的处理组，如 aSyn 和 PREP 的过表达与否、细胞分化前后以及蛋白酶体抑制诱导的蛋白水解应激与否等情况 。
下面来看具体的研究结果：
- PREP 与 aSyn 的短暂相互作用促进聚集早期阶段：研究提出，PREP 和 aSyn 之间潜在的相互作用是弱且短暂的。这一特性与体外观察到的 PREP 未被整合到 aSyn 原纤维中，以及 aSyn 聚集加速仅发生在聚集过程最初阶段的现象相契合。这表明这种相互作用在 aSyn 聚集的早期进程中发挥着促进作用，但对 β- 原纤维形成的速率并无影响。
- 对 Thioflavin-T 检测抑制剂筛选的局限性：研究提到了 KYP-2047 这种 PREP 的慢紧密结合抑制剂。它能与 PREP 的催化丝氨酸形成共价中间体，并诱导 PREP 发生构象变化。在原报告中，使用的强效 PREP 抑制剂含有特定结构，而该部分内容暗示了 Thioflavin-T 检测在筛选抑制剂方面存在一定的局限性。
- PREP 与 aSyn 及其他大分子的相互作用：研究发现 PREP 不仅与 aSyn 相互作用，还能与比其通常底物大得多的其他蛋白质 / 肽相互作用。通过肽阵列确定了 PREP 在 aSyn 序列上的结合位点，并且发现这种相互作用受 PREP 抑制剂的影响，还会干扰 PREP 底物的结合。此外，在细胞层面，虽然 PREP 和 aSyn 存在于相同的细胞区室，但 PREP 与聚集体和应激标记物之间并没有很强的物理关联，而是在细胞周边和神经突中与 aSyn 共定位。同时，有证据表明 PREP 存在比其通常底物长得多的肽的结合位点，基于分子机器的模块化组装以及 PREP 的蛋白质 - 蛋白质相互作用可被活性位点抑制剂调节的现象，研究人员推测该结合位点在自噬与涉及囊泡运输和蛋白质分泌的神经元特异性途径之间的相互作用中发挥作用。
研究结论和讨论部分指出，综合此次研究结果，对于 2017 年 P.T. Männistö 和 A.J. Garcia-Horsman 提出的 “肽酶活性对 PREP 与蛋白质的相互作用是否仅起调节作用？” 这一问题，答案是谨慎的肯定。研究表明 PREP 通过蛋白质 - 蛋白质相互作用参与多种过程，且这种相互作用不仅仅局限于与 aSyn。这一研究成果为后续深入研究 PREP 在神经退行性疾病中的作用机制提供了重要依据，也为开发针对相关疾病的治疗策略提供了新的方向。例如，未来或许可以基于对 PREP 与 aSyn 相互作用机制的理解，开发出能够精准调控这种相互作用的药物，从而干预神经退行性疾病的进程，为患者带来新的希望。
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