Science论文报道磷酸酶介导Dystroglycan糖链自我剪裁,为蛋白聚糖病机制研究提供新视角
Science丨自我剪裁:Dystroglycan借磷酸酶之手雕琢糖链——为解析蛋白聚糖病的发病机制提供新视角
一篇Science论文报道,Dystroglycan胞外区α-DG上的matriglycan糖链修饰可被一种磷酸酶进行自我剪裁,为蛋白聚糖病发病机制研究提供新视角。
蛋白聚糖病(dystroglycanopathies)是一类因α-抗肌萎缩蛋白聚糖(α-DG)糖基化受损而起的常染色体隐性肌营养不良,致病基因最初集中于POMT1、POMT2、POMGnT1、Fukutin、FKRP与LARGE等糖基转移酶,表型从伴脑、眼畸形的重症先天型一直延伸到较轻的肢带型肌营养不良[1];对92个先证者的筛查进一步细化了基因型与表型的对应[3],B3GALNT2[4]、DPM2[5]等基因随后陆续加入。机制上,α-DG黏蛋白样结构域中磷酸化的O-甘露糖聚糖是其结合层粘连蛋白的必要条件,这一“磷酸后修饰”由LARGE介导[2]。据消息梳理,该通路的终产物matriglycan以磷酸化O-甘露糖三糖为核心、经LARGE1催化延伸为木糖与葡萄糖醛酸交替连接的线性重复序列,而疾病严重程度与matriglycan链长密切相关;但链长究竟由什么决定,长期缺乏机制解释——正如这项研究开篇点出的,matriglycan的缺失或缩短都会损害DG功能而致病,其背后的调控问题悬而未决[7]。
这项研究由Chandel等发表于Science(2026年),标题直言“抗肌萎缩蛋白聚糖的木糖磷酸酶活性自调控matriglycan”[8],其更早版本曾于2025年10月11日以预印本形式公布[7]。消息用“自我剪裁”概括其核心:DG不再只是被动等待转移酶修饰的底物,它自身携带木糖磷酸酶活性,能够高效地调控matriglycan[8],像雕琢一样修剪自己的糖链。消息同时重申了DG的双重身份——既是脑、肌肉与心脏发育的关键受体,也是拉沙热病毒等旧世界沙粒病毒及麻风分枝杆菌入侵宿主细胞的门户。
推进之处在于视角的翻转。既有认识里,通路中的致病基因几乎都在“做加法”:转移酶逐个装配糖基,突变使α-DG丧失与层粘连蛋白等胞外基质配体的结合能力而致病[1][2][4];本研究则把“做减法”的酶活性放回了受体分子本身,为“链长决定病情轻重”这条临床规律提供了一个内建于DG的调控层面,也如消息所言,为解析蛋白聚糖病的发病机制提供新视角。
不过,消息摘要并未交代该磷酸酶活性的作用位点与结构基础,也未说明已知致病基因的突变如何与这一自调控环节相衔接;这种自我剪裁能在多大程度上解释临床谱系的宽窄——包括小鼠模型中新近描述的CCK+中间神经元发育受损、抑制性突触缺陷与癫痫易感性[6]——以及干预该活性能否治疗性地延长matriglycan,仍是有待回答的问题。
- 1.Muscular dystrophies due to glycosylation defects · Neurotherapeutics 2008
- 2.O-mannosyl phosphorylation of alpha-dystroglycan is required for laminin binding · Science 2010
- 3.Refining genotype phenotype correlations in muscular dystrophies with defective glycosylation of dystroglycan · Brain 2007
- 4.Mutations in B3GALNT2 cause congenital muscular dystrophy and hypoglycosylation of α-dystroglycan · Am J Hum Genet 2013
- 5.DPM2-CDG: a muscular dystrophy-dystroglycanopathy syndrome with severe epilepsy · Ann Neurol 2012
- 6.Inhibitory CCK+ basket synapse defects in mouse models of dystroglycanopathy · Elife 2024
- 8.Xylose phosphatase activity of dystroglycan self-regulates ... · science.org 2026
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