全身敲除或興奮神經元條件敲除L2A／LAMP2a的表達

首先，作者在小鼠中進行全身敲除或興奮神經元條件敲除L2A/LAMP2a的表達。兩種小鼠均出現了行為癥狀，全身敲除和條件敲除的小鼠癥狀類似。在到達六月齡時，興奮神經元條件敲除小鼠出現脂褐質和K63泛素化蛋白累積，進一步提示蛋白降解清除出現了問題。 進一步，作者對小鼠的不可溶組份蛋白進行了數量蛋白組學分析，表明在L2A敲除小鼠中聚集了大量不可溶蛋白，其中75%蛋白含有KFERQ亞基。平時易聚集的蛋白，如alpha-syn，tau等，在CMA被抑制后，出現了過飽和狀態向不可溶組份遷移。下一步，作者比較了分子伴侶自噬（L2A）和巨自噬（ATG7）分別抑制后的不可溶蛋白組份（下圖）。分子伴侶自噬和巨自噬影響了不同途徑的蛋白系列。例如CMA阻斷后，物質內吞減少，網格蛋白聚集而AP2網格蛋白受體則減少；微絲蛋白動態調控相關蛋白也出現了聚集。 在分子伴侶自噬被抑制后，蛋白降解出現異常，神經元功能受到了影響。作者猜測在神經退行性疾病中，CMA水平下降，進一步影響了神經細胞功能，加速了疾病進展。在致病的hTauP301L過表達小鼠中，作者觀察到神經細胞的CMA活性降低。在阿茲海默小鼠模型中，進一步阻斷CMA，則病程加快，磷酸化Tau蛋白累積更早出現。蛋白組學分析顯示CMA阻斷帶來不可溶蛋白組份在蛋白數量和質量上更廣泛的改變。可以想見，在人類中，衰老過程伴隨CMA活性降低，和阿茲海默的其它病變疊加一起，協同出現更嚴重的后果。 最后，作者利用CMA激活小分子化合物AR7對阿茲海默癥小鼠進行的系統治療，取得了良好的效果，顯示CMA活性增加對神經細胞大有裨益。 總結來說，這項研究顯示了分子伴侶自噬對神經細胞穩態健康有重要調節作用。成體神經細胞很少分裂更新，清除細胞內有害蛋白聚集，維持功能離不開自噬過程。作者在小鼠中進行條件敲除、功能調節和相關疾病模型的深入研究，闡明了分子伴侶自噬在神經退行性疾病發生發展中的作用，對今后的治療和藥物開發具有重要指導意義。