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Nature:揭示ATP13A2基因缺陷导致帕金森病机制

来源:本站原创 2020-02-02 17:39

2020年2月2日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自比利时天主教鲁汶大学的研究人员发现ATP13A2基因缺陷通过破坏多胺的细胞运输导致细胞死亡。当这种情形发生在控制身体运动的大脑部分中时,这会导致帕金森病。相关研究结果于2020年1月29日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“ATP13A2 deficiency disrupts lysosomal polyamine export”。
在帕金森病患者的大脑黑质(Substantia nigra)区域中,对α-突触核蛋白的免疫组化分析显示对神经内路易氏体的阳性染色(棕色),图片来自Wikipedia。

帕金森病是最常见的神经退行性疾病之一,折磨着全球600多万患者。已有大约20种遗传缺陷与这种疾病有关,但是人们并不了解其中许多基因的功能。如今,这些研究人员发现ATP13A2基因缺陷如何可以引起帕金森病。

论文通讯作者、天主教鲁汶大学细胞转运系统实验室的Peter Vangheluwe解释道,“我们发现ATP13A2能够转运多胺,并且对多胺的吸收至关重要。多胺是在应激条件下支持许多细胞功能并保护细胞的必需分子。但是多胺如何在人体细胞中吸收和运输仍然是一个谜。我们的研究表明,ATP13A2在这个过程中起着至关重要的作用。”

“我们的实验表明多胺通过溶酶体进入细胞,并且ATP13A2将多胺从溶酶体转移到细胞内部。这种转运过程对于溶酶体作为细胞的'废物处理系统'正常发挥作用至关重要,而在那里,废弃的细胞物质遭受降解并被回收。”

“然而,ATP13A2基因发生的突变破坏了这种转运过程,因此多胺在溶酶体中积累。结果,溶酶体肿胀并最终破裂,从而导致细胞死亡。当这种情形发生在控制身体运动的大脑部分时,这种过程可能引发与帕金森氏病有关的运动问题和震颤。”

揭示ATP13A2的作用是帕金森氏症研究的重要一步,并且为导致这种疾病的原因提供了新的见解,但仍有许多研究工作需要开展。Vangheluwe说,“我们如今必须研究多胺转运缺陷与帕金森病中的其他缺陷之间的联系,比如大脑中的斑块积聚和线粒体功能异常。我们需要研究这些机制之间如何相互影响。”

“动物体内多胺转运系统的发现也对帕金森病以外的疾病带来影响,这是因为多胺转运蛋白在其他与年龄有关的疾病中也起作用,包括癌症、心血管疾病和几种神经系统疾病。”

鉴于这项研究揭示了ATP13A2的作用,这些研究人员可以开始寻找影响它的功能的分子。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.arah van Veen et al. ATP13A2 deficiency disrupts lysosomal polyamine export. Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-1968-7.

2.Researchers discover new piece of the puzzle for Parkinson's disease
https://medicalxpress.com/news/2020-01-piece-puzzle-parkinson-disease.html
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