植物葉綠體蛋白，治療亨廷頓癥等蛋白質病的新希望

　　德國科隆大學的研究人員在 Nature Aging 期刊發表了題為：In planta expression of human polyQ-expanded huntingtin fragment reveals mechanisms to prevent disease-related protein aggregation 的論文。

　　與動物相比，植物有一個額外的細胞器——葉綠體，這意味著植物有更多的蛋白質穩態機制。這項研究發現，葉綠體蛋白質穩態組分可以防止人類亨廷頓蛋白表達的致病片段的聚集，這揭示了人類蛋白質病的一種潛在治療干預途徑。

　　盡管植物表達數百種含有polyQ區域的蛋白質，但迄今為止還沒有報道這些蛋白質引起的病理。人類HTT和ATXN3蛋白的野生型也具有相對較長的polyQ重復，而擬南芥蛋白質組中的polyQ延伸不超過24次。有趣的是，特定的polyQ蛋白質作為傳感器，整合內部和外部線索，使擬南芥能夠適應不斷變化的環境。一個例子是轉錄因子ELF3，它包含一個Q7延伸，使植物通過其聚集對高溫做出反應。在22 °C時，ELF3保持可溶性，并與抑制開花的基因結合。在高于27 °C的溫度下，ELF3形成聚集體，緩解轉錄抑制，促進開花。因此，在脅迫條件下，即使具有相對較短的Q7基序，ELF3也可以在擬南芥中形成聚集體。

　　由于擬南芥蛋白中最長的polyQ擴增是24個重復（Q24），研究團隊表達了含有Q28和Q69的人類HTT外顯子1，以研究植物是否能夠應對polyQ擴增蛋白。

　　在正常條件下，Q28和Q69均不會導致擬南芥中聚集物的形成或有害影響。然而，與擬南芥ELF3（Q7）類似，Q28和Q69在熱應激下會聚集成聚集物。在非應激條件下，擬南芥通過將polyQ擴增蛋白導入葉綠體并降解，有效地防止了其聚集。而無論是通過藥理學還是遺傳學破壞葉綠體蛋白質穩態，都會觸發Q69以及內源性polyQ蛋白的胞質聚集。研究團隊發現，Q28和Q69與各種葉綠體蛋白相互作用，例如SPP。值得注意的是，SPP的異位表達減少了人類細胞和線蟲模型中polyQ擴增蛋白的聚集。

　　這些發現為開發基于植物的合成蛋白用于疾病治療開辟了新途徑，這些蛋白或可用于治療人類的polyQ擴增相關的蛋白病。