PTPRS 介导破伤风神经毒素侵入中枢神经系统
PTPRS mediates invasion of tetanus neurotoxin into the central nervous system
研究在 Cell 发表,鉴定 PTPRS 为破伤风神经毒素在运动神经元中的逆行转运受体,介导毒素进入脊髓。该发现揭示了一条宿主通路,可被用于破伤风暴露后治疗以及向中枢神经系统的药物递送。
破伤风神经毒素经运动神经元逆行进入中枢神经系统,随后转入抑制性中间神经元、阻断抑制性递质释放,造成痉挛性瘫痪[3]。逆行轴突运输早在1975年就由放射自显影直接证实:将125-I标记的毒素注入啮齿类动物腿肌并压损支配神经后,标记物在压损点远端的轴突内积聚[2]。此后研究进一步刻画了运输环节:活细胞成像显示,荧光标记的毒素HC片段所乘的逆行载体与NGF共用,并以神经营养因子受体p75NTR为标志[4];晶体结构则揭示毒素以“闭合”构象结合多糖类受体,并可能借pH驱动的结构域重排在侵染过程的不同环境中结合不同受体[5]。但结合域HC/HCC只解释了对神经的亲和性,决定长程运输、保证毒素送达中枢的分子基础长期不明[6];即便无毒的C片段(TTC)早已被用于搭载治疗分子逆行递送至中枢,其依托的宿主通路也从未被指认[1]。
这项新研究报道的关键事实是:PTPRS就是那个被长期寻找的逆行运输受体,它决定毒素在运动神经元内的运输去向、使其进入脊髓;由于这是宿主自身的通路,作者指出它既可作为暴露后治疗的干预靶点,也可反过来被利用,把药物递送进中枢神经系统。
就认识推进而言,这项工作把“毒素被逆行运输”的现象学描述[2][4]推进到“由哪个宿主分子指挥运输”的分子层面,呼应了结构研究关于毒素可结合多种受体的提示[5],也为TTC式的中枢递送策略[1]补上了通路层面的注脚。值得注意的是,2024年一项同行评审研究报道酪氨酸磷酸酶LAR和PTPRδ可作为破伤风毒素的受体[7],2023年的预印本亦显示LAR与nidogen–毒素复合物相互作用并促进其进入运动神经元[8];而本消息把逆行运输受体指向另一种酪氨酸磷酸酶PTPRS。二者是分别负责进入与运输的不同环节,还是结论尚待统一,消息本身并未说明。
局限同样明显:消息仅停留在摘要层面,未提供PTPRS与毒素相互作用的分子细节,也没有暴露后干预的验证数据;PTPRS与多糖受体[5]以及此前报道的LAR/PTPRδ之间如何分工、阻断这条通路能否真正转化为可用的暴露后治疗手段,都还是悬而未决的问题。
- 1.Tetanus toxin C-fragment: the courier and the cure? · Toxins (Basel) 2010
- 2.Tetanus toxin: direct evidence for retrograde intraaxonal transport · Science 1975
- 3.Botulinum neurotoxins A and E undergo retrograde axonal transport in primary motor neurons · PLoS Pathog 2012
- 4.Analysis of retrograde transport in motor neurons reveals common endocytic carriers for tetanus toxin and neurotrophin receptor p75NTR · J Cell Biol 2002
- 5.The structure of the tetanus toxin reveals pH-mediated domain dynamics · EMBO Rep 2017
- 6.Internalization and retrograde axonal trafficking of tetanus toxin in motor neurons and trans-synaptic propagation at central synapses exceed those of its C-terminal-binding fragments · Brain Struct Funct 2015
- 7.The tyrosine phosphatases LAR and PTPRδ act as receptors ... · pmc.ncbi.nlm.nih.gov 2026
- 8.The tyrosine phosphatase LAR acts as a receptor of ... · biorxiv.org 2026
原文锁定 PTPRS 为长期未知的毒素逆行转运受体,并提示该宿主通路同时指向暴露后治疗与中枢递送两个方向,读者可据此评估干预可行性。
来源:Cell · cell.com