文献解析--StressMarq--CDK14的遗传和药理学减少可减轻突触核蛋白病

文献标题：Genetic and pharmacological reduction of CDK14 mitigates synucleinopathy

DOI: https://doi.org/10.1038/s41419-024-06534-8

研究背景：

这篇文献的研究背景集中在帕金森病（Parkinson's disease, PD）的病理机制和潜在治疗方法。帕金森病是一种神经退行性疾病，其特征是中脑多巴胺能神经元的丧失以及α-突触核蛋白（α-Synuclein, α-Syn）的异常积累。目前，尚无治疗方法能够减缓或停止PD的进展。α-Syn基因（SNCA）的倍增和突变会导致与PD相关的综合征，过表达α-Syn的动物模型复制了PD的多个特征。因此，降低总α-Syn水平是减缓患者神经退行性的一种有吸引力的方法。研究者们之前进行了一项遗传筛选，以寻找调节α-Syn水平的修饰因子，并鉴定出CDK14（cyclin-dependent kinase 14）作为α-Syn的一个调节因子。CDK14是一个在大脑中表达的蛋白激酶，其生物学功能尚不完全清楚。研究者们假设，通过遗传和药理学抑制CDK14可以减少α-Syn病理和PD样表型。因此，这项研究的背景是探索CDK14作为PD相关突触核病的新治疗靶点的潜力，通过减少α-Syn的积累和传播来缓解PD的病理特征。

研究内容

这项研究旨在探讨CDK14（cyclin-dependent kinase 14）在帕金森病（PD）中的潜在治疗作用。研究的核心内容包括：

1. CDK14与α-Synuclein的关系：研究CDK14作为α-Synuclein水平的调节因子，以及其在PD病理中的作用。

2. 遗传和药理学抑制CDK14：通过遗传敲除和药理学抑制CDK14，研究其对α-Synuclein病理和PD样表型的影响。

3. CDK14抑制剂的开发和应用：利用新发现的CDK14共价抑制剂，研究其在体外和体内的药理学可行性。

研究方法

1．遗传模型：使用α-Syn预形成纤维（PFF）诱导的PD小鼠模型，敲除Cdk14基因，观察其对小鼠行为和病理的影响。

2．原代神经元实验：在原代神经元中观察Cdk14耗竭对毒性α-Syn物种传播的保护作用。

3．CRISPR/Cas9基因编辑：在携带PD相关SNCA A53T突变的人类神经元中，使用CRISPR/Cas9技术敲除CDK14，验证其对pS129 α-Syn水平的影响。

4．药理学抑制：利用CDK14共价抑制剂FMF-04-159-2，研究其在体外（人类和大鼠神经元）和体内（α-Syn人源化小鼠）对α-Syn水平和病理的影响。

5．行为和病理分析：通过行为测试（如握力测试）和组织病理学分析（如α-Syn病理评估），评估CDK14抑制对PD样表型的改善效果。

通过这些方法，研究系统地探讨了CDK14在PD中的作用，并评估了其作为治疗靶点的潜力。

研究结果

通过遗传和药理学方法抑制CDK14可以显著减轻帕金森病（PD）相关的病理特征。在α-Syn预形成纤维（PFF）诱导的PD小鼠模型中，敲除Cdk14基因减轻了小鼠的握力缺陷。Cdk14的缺失减少了PFF诱导的皮质α-Syn病理，表现为pS129 α-Syn阳性细胞数量的减少。在原代神经元中，Cdk14的耗竭保护了细胞免受毒性α-Syn物种的传播。

在携带PD相关SNCA A53T突变的人类神经元中，CRISPR/Cas9介导的CDK14敲除显著降低了pS129 α-Syn水平。使用CDK14共价抑制剂FMF-04-159-2处理人类和大鼠神经元，显著降低了总α-Syn和病理性聚集的α-Syn水平。在α-Syn人源化小鼠中，CDK14抑制剂减少了大脑中的总α-Syn和C-末端截断（CTT）α-Syn水平。在体外和体内实验中，CDK14抑制减少了病理相关的α-Syn形式，表明其在减轻PD病理中的潜在作用。

这些结果表明，CDK14是一个有前景的治疗靶点，通过抑制CDK14可以减少α-Syn的积累和传播，从而可能减缓或停止PD的进展。

文献中使用了StressMarq的以下产品及其具体应用：

Alpha Synuclein Protein (货号：SPR-324)

这种产品用于研究α-突触核蛋白在神经退行性疾病中的作用，特别是在帕金森病模型中。用于诱导iPSC衍生神经元中α-突触核蛋白丝氨酸129的磷酸化，这是在帕金森病中观察到的典型修饰。这种原纤维在7天内诱发iPSC衍生神经元中磷酸化丝氨酸129的病理现象。这些StressMarq产品被用于研究和模拟神经退行性疾病的病理过程，特别是在帕金森病相关的α-突触核蛋白病理研究中。

在帕金森病模型中，1型α-突触核蛋白原纤维（α-syn PFFs）的具体应用如下：

1. 模型构建：α-突触核蛋白预制原纤维（α-syn PFFs）被用于构建帕金森病动物模型。这些原纤维在研究帕金森病的起源及神经元病变传播中起到促进作用。

2. 病理复制：与传统化学毒素模型相比，α-syn PFFs能够更好地复制帕金森病患者特征性的病理改变。

3. 神经元摄取和聚集：在实验中，α-syn PFFs被神经元摄取，并诱导α-突触核蛋白的进一步聚集，模拟帕金森病中的病理过程。

4. 毒性研究：α-syn PFFs用于研究α-突触核蛋白的毒性低聚物或原纤维与帕金森病多巴胺能神经变性之间的关系。

这些应用展示了1型α-突触核蛋白原纤维在帕金森病模型中的关键作用，特别是在模拟疾病病理和研究蛋白质聚集方面。