王光辉:帕金森病线粒体的自噬清除
王光辉,苏州大学药学院 教授、博导,实验室主要从事神经退行性疾病(主要为polyglutamine病,如亨庭顿病(HD)及脊髓小脑变性)的分子生物学和细胞生物学的研究。
帕金森病的遗传和环境因素都可能引起疾病的发生。一些环境毒素,如鱼藤酮和MPTP可抑制线粒体呼吸链复合体I的活性,造成多巴胺能神经元线粒体损伤。
因此,损伤线粒体的及时清除对保持多巴胺能神经元稳态和存活非常重要。我们研究发现,线粒体外膜蛋白NIX是PD相关蛋白parkin的底物,泛素连接酶parkin泛素化NIX,从而使线粒体被自噬接头蛋白识别而进入自噬小泡。
在PINK1突变的果蝇模型中,NIX过表达可保护线粒体,修复PINK1的线粒体损伤表型;但在parkin突变的果蝇模型中,NIX过表达不能保护线粒体,提示损伤线粒体的清除依赖于parkin对NIX的泛素化。在细胞实验中,parkin病理性突变体由于丧失泛素连接酶活性,不能泛素化NIX,造成损伤线粒体清除障碍。
使用线粒体解偶联剂CCCP可以使PINK1滞留在线粒体膜上,促进parkin想线粒体膜的富集,并促进线粒体的泛素化。在小鼠MPTP诱发的PD动物模型中,CCCP可以保护多巴胺能神经元,显著减少MPP+和鱼藤酮引起的黑质多巴胺能神经元的损伤。
帕金森病相关基因
目前,已知的三个与帕金森病发病直接相关的因素是: 第一,年龄。年纪越大,越容易得帕金森病 第二,遗传因素。现在已知,约10%的帕金森病,是因为遗传因素而致病的 第三个因素,是病人曾经暴露在杀虫剂、或者其它有害物质的环境当中 另外,男性的患病风险,是女性的1.5倍
神经退行性疾病:帕金森病
在2部分,Petsko研究帕金森病,最常见的神经退行性疾病后,Petsko和他的同事们研究阿尔茨海默氏症。对帕金森病遗传易感性的患者进行了研究发现在α-突触核蛋白基因的突变导致蛋白的错误折叠和聚集。在帕金森的情况下偶尔发生的,他们发现,α-突触核蛋白的裂解和由此产生的蛋白片段碎片形成聚集体。切换到酵母作为一个模型系统,然后人类细胞,Petsko的实验室鉴定为蛋白酶caspase-1的责任劈α-突触核蛋白。有趣的是,Caspase-1激活期间的影响为头部损伤和脑部感染提供了一个可能的解释可能是帕金森的。Caspase-1抑制剂的发展这可以穿透大脑的希望对帕金森病的有效治疗。