线粒体伴侣蛋白mortalin在多巴胺能神经元选择性死亡中的作用机制研究

帕金森病(PD)发病率正逐年增高，但目前还没有找到有效的治疗手段。多巴胺(DA)能神经元的选择性死亡是PD发生发展中的关键事件。我们的前期工作以及最新的研究进展显示线粒体伴侣蛋白mortalin在PD病人的黑质DA能神经元表达降低，并且在PD病人中发现了影响线粒体功能的三种mortalin突变，提示mortalin可能在DA能神经元选择性死亡中发挥重要作用，而且这种作用可能与影响线粒体功能相关。因此，本项目将首先在PD果蝇模型中进一步明确mortalin的作用，然后从细胞、分子以及小鼠慢性MPTP模型等多个层次、从mortalin与氧化应激、线粒体复合物I活性、线粒体自噬以及P53和细胞凋亡的关系等多个角度深入探讨mortalin的作用机制。本项目的研究结果将较全面深入的阐明mortalin在DA能神经元选择性死亡中的作用及分子机制，并且为寻找治疗PD的有效靶点提供理论和实验支持。

中脑黑质致密部多巴胺能（DA）神经元的选择性死亡是帕金森病（PD）主要的病理特征，氧化应激和线粒体功能障碍可能是导致DA神经元死亡的的直接原因，但是介导氧化应激和线粒体功能障碍的关键分子目前还没有被完全解析。我们前期的研究发现线粒体伴侣蛋白mortalin在PD病人的黑质DA 神经元表达降低，并且在PD 病人中发现了影响线粒体功能的三种mortalin 突变，提示mortalin 可能在DA 神经元选择性死亡中发挥重要作用，而且这种作用可能与影响线粒体功能密切相关。在本项目中，我们首先利用PD果蝇模型研究mortalin在多巴胺能神经元选择性死亡中的作用，然后在细胞和分子水平深入探究DA神经元死亡的分子机制。我们研究结果发现，在过表达a-syn的果蝇模型以及鱼藤酮诱导的果蝇模型中，过表达mortalin均能显著降低DA神经元的丢失，同时寿命延长。在培养细胞中过表达野生型以及三种突变mortalin或抑制mortalin的表达后发现，过表达野生型的mortalin对氧化应激和线粒体功能具有保护作用，表现为在鱼藤酮处理的细胞中降低活性氧（ROS）和碳酰化蛋白的水平、提高线粒体复合物I的活性和线粒体膜电位、增加细胞内ATP的含量。抑制mortalin的表达则与上述结果相反。三种突变对mortalin功能的影响则不尽相同，其中A476T突变更接近野生型的mortalin，对其正常功能没有显著影响，因而过表达之后仍然能发挥保护作用，而R126W和G509S两种突变影响了mortalin的正常功能，失去了对氧化应激和线粒体功能损伤的保护作用，但在正常的细胞中没有影响mortalin的正常功能。上述研究结果提示mortalin在维持线粒体正常功能和抗氧化应激中发挥了关键作用，PD病人中mortalin含量的降低可能直接影响了线粒体功能和抗氧化应激的能力从而导致了DA神经元的选择性死亡。