alpha-synuclein诱导线粒体稳态失衡在帕金森病分子病理机制中的作用研究

The presence of Lewy body, a central pathological finding associated with Parkinson's disease(PD) implicates the essential role of dysregulated or impaired protein degradation function in this disease. The defective mitochondrial morphology and clearance arises as a crucial player in sentencing neuronal fate in PD. The protein alpah-synuclein accumulates in the brain of patients, but we know little about the effects of synuclein on the mitochondria dyshomeostasis in molecular mechanism of Parkinson's disease. So investigate effect of the homeostasis of mitochondrial in stable expression of mutant alpha-synuclein in PC12 and SHSY5Y; Followed inhibited or activation of degradation of alpha-synuclein, determined the change of function of mitochondrial and mitophagy, measure the neurotransmitter release, observe cytoactive of PC12 and SHSY5Y. In order to clarity the molecular mechanism of selective death of dopamine neuron induced by alpha-synuclein, offer the clue of rationale in early diagnosis and treatment of PD.

帕金森病（Parkinson's disease，PD）发病人群巨大，尚无有效的治疗策略，其发病因素复杂，而线粒体内平衡紊乱是其分子病理学核心事件，alpha-synuclein的异常积聚为PD典型的分子病理学特征，而alpha-synuclein异常积聚通过何种方式，经由何种途径破坏线粒体内平衡，影响神经递质的释放过程，导致多巴胺神经元选择性死亡为本课题试图探讨的内容。通过建立稳定表达alpha-synuclein突变体和过表达细胞株，应用RNA干扰、特异性激动剂、拮抗剂等技术手段阻断或是激活alpha-synuclein的分子降解通路，观察其对线粒体融合、分裂、转运及线粒体自噬、神经递质释放的影响；检测其对细胞活性的作用，进而研究其对参与上述功能的关键分子的作用；以期阐明PD发生的分子病理学机制，为PD的早期诊断和治疗提供理论线索和依据。

α-synuclein在PD患者脑部多巴胺神经元异常聚集是PD的重要的病理生理学特征，而对于其神经毒性的探讨以往更多的集中于其对线粒体功能活性的影响，而缺乏对线粒体稳态维持影响的相关研究，而线粒体稳态失衡恰恰是PD发生的核心事件，因而，α-synuclein的异常聚集如何影响线粒体稳态维持，以及通过何种方式影响线粒体稳态，为本课题试图想要探讨的问题。本课题通过稳定转染突变型 α-synuclein的不同类型神经细胞系和以及突变型 α-synucleinA53T转基因小鼠模型为实验对象，从细胞水平和整体水平深入观察突变型α-synuclein对线粒体稳态的影响。研究结果显示，突变型 α-synuclein可活化p38 MAPK通路，进而磷酸化Parkin131 丝氨酸残基，从而负向调控Parkin介导的线粒体自噬，导致受损线粒体不能及时清除，胞内ROS升高，进而导致细胞凋亡。而突变型 α-synucleinA53T转基因小鼠模型也验证了这一现象，转基因小鼠脑病理切片显示随年龄增长，Parkin S65较之于野生型小鼠减少，在整体动物模型中暗示突变型 α-synuclein可抑制Parkin介导的线粒体自噬。. 在MPP+帕金森病模型中，激活的GSK3β可以通过调控TFEB抑制神经元自噬水平和溶酶体生成。使用GSK3β抑制或siRNA均能恢复核内TFEB的蛋白水平、细胞自噬水平和溶酶体生成。GSk3β与HSP90的蛋白水平与它们的相互结合并没有发生变化。GSK3β-Y216磷酸化的增加不是由于其依赖HSP90的自磷酸化。在MPP+帕金森病模型中，c-Abl与GSK3β的相互结合增多，c-Abl抑制剂STI571可抑制GSK3β-Y216位点的磷酸化。在MPP+帕金森病模型中，c-Abl抑制剂STI571可通过调控GSK3β-Y216的磷酸化进而促使由TFEB介导的自噬与溶酶体生成的恢复。在MPP+帕金森病模型中,使用GSK3β抑制剂或c-Abl抑制剂均具有神经保护作用，同时叠加CQ处理抑制自噬溶酶体途径后其保护作用小时，说明其神经保护作用是通过恢复自噬溶酶体途径功能实现的。