蛋白质聚集与阿尔茨海默病和帕金森病等疾病的发展有关。这些聚集更多地出现在细胞中被称为无膜细胞器的某些区域中。这些细胞器到底是在促进蛋白质聚集，还是通过暂时吸收聚集体来保护细胞？来自德国波鸿鲁尔大学的Simon Ebbinghaus教授和Mailin Becker利用他们自主开发的新方法“共聚焦快速弛豫成像”（cFReI）来解答这个问题。他们在《PRX Life》杂志上报告了他们的发现。
蛋白质和RNA积累
细胞内的许多过程都离不开蛋白质。为了使所有这些过程顺利进行，细胞分成了不同的区室，也就是细胞器。其中一些，如细胞核或线粒体，外面包着一层膜。“但也有一些细胞器外面没有膜包裹，”Becker说。蛋白质和RNA在这些无膜细胞器（MLOs）中聚集。“它们是通过液-液相分离形成的，”她解释道。“这个过程类似于油滴在水中的形成。”
很多这类MLO含有错误折叠或解折叠、然后聚集成团的蛋白质。由此产生的蛋白质聚集体与肌萎缩侧索硬化症（ALS）、阿尔茨海默症或帕金森病等神经退行性疾病有关。然而，MLO在这些疾病的发展中到底起什么作用，目前还不清楚。
一方面，MLO可以通过暂时吸收错误折叠的蛋白质来保护细胞；但它们也可能成为促进蛋白质错误折叠、进而伤害细胞的地方。“要弄清楚这些疾病是怎么发展的，直接在活细胞这种复杂环境里研究蛋白质的展开过程（解折叠），是非常重要的，”Ebbinghaus说。
细胞内蛋白质稳定性的直接比较
为此，波鸿鲁尔大学和化学科学与可持续发展研究中心的研究人员开发了一种名为“共聚焦快速弛豫成像”（cFReI）的新型实验方法。这使得可以直接比较同一细胞的膜无细胞器（MLOs）内部及其周围细胞质中蛋白质的稳定性，进而比较其去折叠过程。
利用这种方法，他们研究了超氧化物歧化酶（SOD1）的一种变体，该变体会在应激颗粒中积累。应激颗粒是在细胞质中作为对细胞应激的响应而形成的MLOs，帮助细胞克服这种应激。
观察结果出人意料
“与我们体外实验的预期相反，我们观察到SOD1在应激颗粒内并未失稳，”贝克尔表示。“事实上，在大多数细胞中，该蛋白质在应激颗粒内反而变得更加稳定。”她表示，这说明MLOs可能是通过暂时吸收错误折叠的蛋白质来保护细胞，而非促使其错误折叠。
这种新方法不只适用于SOD1或应激颗粒——它还可以应用于不同细胞器中的其他生物分子，从而为神经退行性疾病的发展提供重要线索。从长远来看，它还有望揭示治疗策略的新方向。
更多详情：Mailin Becker 等人，在单个活细胞的应激颗粒与细胞质中同步成像蛋白质折叠稳定性，PRX Life（2026）。DOI: 10.1103/dsw6-t4qf
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