逆转自噬抑制可改善由降解抵抗型SPAST突变引起的遗传性痉挛性截瘫的神经变性

背景：遗传性痉挛性截瘫（HSPs）是单基因神经退行性疾病，其中SPAST突变引起的痉挛性截瘫4型（SPG4）是最常见的HSP形式。SPAST突变导致SPASTIN蛋白水平升高，超出了单倍体不足的范围，但其机制和下游后果尚不清楚。方法：我们在一位患有SPG4的中国年轻女性中鉴定出一个新发的SPAST错义变异（p.I344E）。将野生型（WT）和突变型（I344E/K）SPAST构建体在HEK293细胞中表达，用于生化与功能检测，包括放线菌酮追踪、泛素化分析和免疫荧光。利用体细胞重编程和基于CRISPR的基因编辑技术，我们生成了患者来源的诱导多能干细胞（iPSCs）及其等基因对照。两种细胞系均被分化为脑类器官。结果：由于泛素-蛋白酶体介导的降解受损，I344E/K-SPASTIN的稳态水平显著高于WT-SPASTIN；其中I344E变体积累最为严重。突变型SPASTIN在细胞中错误定位，微管切割活性降低，并导致乙酰化微管蛋白水平升高，这些表型可被野生型SPASTIN的过表达所挽救。在患者的脑类器官中，I344E突变导致p62/SQSTM1聚集体增加、自噬流减少以及神经元死亡加剧。雷帕霉素恢复了自噬功能，降低了p62水平，并减少了细胞死亡。结论：我们的研究提供了将自噬功能障碍与SPG4发病机制联系起来的证据，并证明I344E突变通过功能获得性机制发挥作用。这些发现挑战了主流的单倍体不足模型，并提示自噬调控可能是SPG4乃至其他HSP的潜在治疗策略。© 2025 International Parkinson and Movement Disorder Society。