SLC7A11とパーキンソン病リスクを結ぶリソソーム機構を解明(ZJU team uncovers lysosomal mechanism linking SLC7A11 to Parkinson’s risk)

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2025-06-05 浙江大学 (ZJU)

浙江大学医学部の研究チームは、リソソーム膜に局在するSLC7A11が、従来知られていなかったH⁺輸送経路として機能し、リソソームpHの恒常性維持に重要であることを発見した。SLC7A11はシスチン/グルタミン酸の交換を通じてH⁺を細胞質に漏出させ、TMEM175やV-ATPaseとともにリソソーム内の酸性環境を調整。SLC7A11の機能喪失によりリソソームが過度に酸性化し、酵素活性が低下、病的α-シヌクレインが蓄積し、パーキンソン病のリスクが増加することが細胞実験で示された。FDA承認薬クロロキンはこの過酸性を補正し、神経変性を抑制。本研究は、リソソームpH調節の新しいメカニズムと神経変性疾患治療の可能性を提示している。

<関連情報>

SLC7A11はリソソームにおける非従来型H+トランスポーターである SLC7A11 is an unconventional H+ transporter in lysosomes

Nan Zhou ∙ Jingzhi Chen ∙ Meiqin Hu ∙ … ∙ Fudi Wang ∙ Junsheng Yang ∙ Haoxing Xu
Cell  Published:April 23, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.004

Graphical abstract

SLC7A11とパーキンソン病リスクを結ぶリソソーム機構を解明(ZJU team uncovers lysosomal mechanism linking SLC7A11 to Parkinson’s risk)

Highlights

•Lysosomal SLC7A11 mediates a slow H+ leak via cystine and glutamate flux

•SLC7A11 deficiency causes lysosomal over-acidification and reduced degradation

•Lysosomal pH homeostasis is required to prevent erastin-induced ferroptosis

•SLC7A11 dysfunction facilitates pathological α-synuclein aggregation in neurons

Summary

Lysosomes maintain an acidic pH of 4.5–5.0, optimal for macromolecular degradation. Whereas proton influx is produced by a V-type H+ ATPase, proton efflux is mediated by a fast H+ leak through TMEM175 channels, as well as an unidentified slow pathway. A candidate screen on an orphan lysosome membrane protein (OLMP) library enabled us to discover that SLC7A11, the protein target of the ferroptosis-inducing compound erastin, mediates a slow lysosomal H+ leak through downward flux of cystine and glutamate, two H+ equivalents with uniquely large but opposite concentration gradients across lysosomal membranes. SLC7A11 deficiency or inhibition caused lysosomal over-acidification, reduced degradation, accumulation of storage materials, and ferroptosis, as well as facilitated α-synuclein aggregation in neurons. Correction of abnormal lysosomal acidity restored lysosome homeostasis and prevented ferroptosis. These studies have revealed an unconventional H+ transport conduit that is integral to lysosomal flux of protonatable metabolites to regulate lysosome function, ferroptosis, and Parkinson’s disease (PD) pathology.

医療・健康
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