武汉大学梁毅课题组揭示PDI解聚TDP-43凝聚体并抑制其病理聚集新机制

（通讯员笙科）7月9日，《先进科学》（Advanced Science）期刊以长文（Research Article）形式发表了生命科学学院教授梁毅团队的最新研究成果。论文题为“Protein Disulfide Isomerase Disassembles TDP-43/G3BP1 Condensates and Antagonizes TDP-43 Pathological Aggregates”(《蛋白质二硫键异构酶解聚TDP-43/G3BP1凝聚体并抑制TDP-43病理性聚集》)。武汉大学生命科学学院博士研究生刘嘉琪为论文第一作者，梁毅为通讯作者。

该项研究通过组织免疫荧光染色在两例肌萎缩侧索硬化症（ALS）患者以及六例阿尔茨海默病（AD）患者大脑组织样本中发现错误定位于细胞质中的TAR DNA结合蛋白43（TDP-43）蛋白质水平均明显高于对照组大脑组织样本，且细胞质中TDP-43与蛋白质二硫键异构酶（PDI）存在共定位。在细胞水平，利用免疫共沉淀与双分子荧光互补方法证实在病理氧化应激条件下野生型PDI与TDP-43间存在特异性相互作用，且PDI的b’结构域对TDP-43与PDI间的相互作用十分关键。随后，该研究在体外水平构建TDP-43液-液相分离体系，并通过蛋白质荧光标记、浊度测量、饱和浓度测定、荧光漂白恢复等实验方法，发现TDP-43相分离形成的凝聚体会选择性招募PDI，且野生型PDI的加入可以显著提高TDP-43发生相分离的饱和浓度，减弱TDP-43发生相分离的倾向，提高TDP-43液滴流动性。

野生型PDI通过降低氧化应激诱导产生的胞质TDP-43与G3BP1间的相互作用，解聚TDP-43/G3BP1凝聚体

该项研究首次发现野生型PDI可与TDP-43发生特异性结合，负向调控TDP-43的相分离过程，同时在病理氧化应激条件下竞争性取代应激颗粒重要组分之一的G3BP1，解聚TDP-43/G3BP1凝聚体。错误定位至细胞质中的TDP-43通过与野生型PDI间的特异性相互作用恢复其正常细胞核定位，同时PDI能够通过与TDP-43间的特异性相互作用，拮抗由氧化应激诱导产生的TDP-43病理磷酸化修饰，抑制TDP-43病理性聚集。最终，野生型PDI可减轻由TDP-43病理性聚集引发的线粒体损伤与神经毒性，并抑制应激细胞中UNC13A基因的隐秘剪接，帮助TDP-43维持其正常生理功能。该项研究有助于阐明病理情况下野生型PDI调控TDP-43的分子机制，对靶向于PDI的TDP-43相关神经退行性疾病（包括ALS）治疗新方案的建立具有重要的潜在价值。

该工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金以及武汉大学生命科学学院仪器设备共享中心的支持。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202516846