京都大學的研究人員以蛋白激酶DYRK1A 為重點，在了解唐氏症方面取得了重大進展。他們的發現為了解唐氏症和自閉症譜系障礙的分子機制以及治療這些疾病的潛在臨床應用提供了新的視角。

最近的一項研究發現了FAM53C在調節DYRK1A中的作用，為了解唐氏症的細胞機制和潛在的臨床意義提供了新的視角。

唐氏症是一種由細胞分裂和分化異常引起的先天性疾病，最常見於神經發育遲緩和其他健康併發症的新生兒。

這種基因缺陷會導致蛋白激酶DYRK1A 功能失調，DYRK1A 編碼於21 號染色體，與唐氏症和自閉症譜系障礙都有密切聯繫。DYRK1A作為治療各種疾病的目標分子備受關注，但調節DYRK1A酶的特定細胞機制尚未明確。

現在，京都大學的研究人員確定了FAM53C 蛋白及其對DYRK1A 的抑製作用，它能使蛋白激酶在細胞質內處於非活性狀態。

與細胞質中的FAM53C 結合的DYRK1A 活性較低。在細胞核中未與FAM53C 結合的DYRK1A 活性很高。功能異常會導致各種神經精神發育和功能障礙。圖片來源：京都大學/東山學司/宮田芳彥

“我們的發現證明了DYRK1A的細胞內調控機制在神經精神系統的正常發育和功能中的重要作用，”第一作者、京都大學研究生院生物研究科的Yoshihiko Miyata說。”人類大腦高度複雜的發育和活動的分子調控令我著迷。除了神經精神症狀外，唐氏症還可能導致早老性癡呆症、2 型糖尿病和麵部發育不良。鑑於DYRK1A的重要性，我們探索了作為其相互作用對應物的潛在分子。”

DYRK1A 控制許多生物功能，包括神經系統的發育和功能。在細胞層面上，這種關鍵蛋白使細胞質和細胞核中的其他各種蛋白質磷酸化，從而調節細胞週期、細胞分化、細胞骨架形成和DNA損傷反應。

在先前的研究中確定DCAF7/WDR68是DYRK1A的主要結合蛋白後，Miyata的研究團隊利用質譜法發現了其他可調節DYRK1A功能和細胞位置的相互作用蛋白。值得注意的是，結構靈活的FAM53C蛋白直接與DYRK1A中負責蛋白磷酸化的區域結合。這種相互作用降低了DYRK1A 的激酶活性，使DYRK1A 像正常腦組織一樣固定在細胞質內而細胞核外。

“FAM53C介導的蛋白激酶活性調節可能會對正常和異常水平的DYRK1A引起的基因表達調節產生重大影響，給我們帶來許多潛在的臨床啟示，”Miyata說。

編譯來源：ScitechDaily