科研人蛋白互作技术的“GPT-5”升级：PLA 三大热点应用

书接上篇，前几期我们分别探讨了PLA相关的……

在蛋白互作研究中，PLA（Proximity Ligation Assay）凭借高特异性和高灵敏度，可以在细胞或组织水平直接"看见"两种分子是否真正近距离结合。本期我们精选了三篇不同领域的高分文章，看看 PLA 是如何精准捕捉关键蛋白互作，从而推动机制解析的。

1. 卵巢癌耐药机制研究：TGF-β与缺氧信号的交汇点

• 文章方向与领域：肿瘤生物学、卵巢癌、耐药机制研究；

• 想解决的问题：高等级浆液性卵巢癌（HGSOC）对化疗产生耐药性与肿瘤干细胞（CSCs）活性有关，但 TGF-β 与缺氧信号如何协同维持 CSCs 尚不清楚。

• PLA 作用与关键发现：研究发现去泛素化酶 USP9X是 TGF-β 下游效应分子，能稳定 HIF-2α 蛋白，从而维持 CSCs 的干性。通过 PLA实验检测 USP9X 与 HIF-2α 的直接互作，可视化地证明两者在缺氧和 TGF-β 信号共同作用下结合增强（图1），揭示了 USP9X-HIF-2α 轴在耐药形成中的核心作用。

• 科研启示：PLA 在复杂信号网络中，可以直接验证关键分子之间的物理互作，为机制链条提供坚实证据。

图1：PLA 显示 TGF-β1 处理可显著增强 USP9X 与 HIF-2α 的近邻信号

2. 帕金森病机制：野生型 LRRK2 的异常激活

• 文章方向与领域：神经退行性疾病、帕金森病、激酶信号调控

• 想解决的问题：LRRK2 激酶突变已知会致病，但在无突变的"特发性"帕金森病（iPD）患者中，野生型 LRRK2 是否被激活、如何被激活仍是未知数。

• PLA 作用与关键发现：作者开发了基于 PLA 的双检测体系：

pSer1292-LRRK2（激活状态标志）→ 图2 A（PLA 红色信号）和图 2B（定量结果）；

LRRK2 与 14-3-3 蛋白互作（抑制状态标志）→ 图 2D（PLA 红色信号）和图2E（定量结果）；在患者黑质多巴胺神经元中，PLA 显示 pSer1292 信号增强 6 倍（2A/2B），14-3-3 结合信号降低 5 倍（2D/2E），证实了野生型 LRRK2 在 iPD 中被氧化应激异常激活，并伴随底物 Rab10 磷酸化增加（2C）。

• 科研启示：PLA 可用于定量化、定位化地检测蛋白构象变化或结合状态的变化，非常适合研究激酶活性调控。

图2：PLA 检测显示 iPD 患者黑质中 LRRK2 激活增强、14-3-3 结合减少，并伴随 Rab10 磷酸化升高

3. 环境污染与神经元死亡：钙信号介导的"异源铁死亡"

• 文章方向与领域：环境健康、神经毒理、细胞死亡机制

• 想解决的问题：柴油废气颗粒（NIST DEP）能否加速神经元 ferroptosis（铁死亡）？分子机制是什么？

• PLA 作用与关键发现：在小鼠海马神经元 HT22 细胞中，研究利用 PLA 检测内质网钙通道 IP3R 与线粒体外膜通道 VDAC1 的相互作用，发现 NIST DEP + RSL-3 处理组 ER-线粒体接触位点显著增加（图3），提示钙过载通过 ER-mitochondria 接触增强，推动 ferroptosis 发生。干预钙信号（MCUi4、CyPPA）可明显降低这PLA信号并改善细胞存活。

• 科研启示：PLA不仅能验证两个蛋白是否结合，还能用来反映细胞器之间的功能性接触变化，拓展了蛋白互作研究的应用边界。

图3：NIST DEP 与 RSL-3 增强神经元 ER-线粒体接触，MCUi4 或 CyPPA 可抑制

总结：

这三篇文章跨越了肿瘤、神经退行性疾病和环境健康领域，但共同点是：PLA 提供了直接、可视化、定量的蛋白互作证据，帮助研究者在复杂的生物通路中精准定位关键分子关系。从蛋白稳态调控、激酶活性变化到细胞器接触，PLA 都展现了独特价值--它不只是验证，更是机制研究的"显微镜"。