熟地平颤方抑制α-突触核蛋白错误折叠及异常聚集防治帕金森病的深化研究

The main pathological feature of Parkinson's disease (PD) is the formation of Lewy bodies in dopaminergic neurons in the substantia nigra. Lewy bodies are composed primarily of misfolded α-synuclein. And self-propagating and infection of pathological aggregate proteins promote disease progression. Our previous studies had found that Shudipingchan Prescription can reduce α-synuclein (α-syn) overexpression induced cell damage by down-regulating excessive activation of MAPK/ERK pathway and antagonise α-syn aggregation process which is accelerated by Long-term L-dopa treatment. This study focuses on the key mechanism of α-syn aggregation on the basis of the previous researches. Our purpose is to verify the direct influence of PLK2, CK2 and PP2A activity change on the Ser129 phosphorylation of c-terminal of α-syn and activation of Calpain-1 for α-syn the abnormal shear on c-terminal, which causes misfolding and aggregation of α-syn and promotes the transfer of abnormal proteins between cells and dissemination in nervous system, and finally leads to the aggravation of PD. And we will also define the specific target of Shudipingchan Prescription on preventing α-syn misfolding and aggregation and maintain the normal conformation of α-syn, and explore the mechanism of Shudipingchan Prescription in delaying the progression of PD.

帕金森病(PD)发生的病理学特征是黑质多巴胺能神经元内形成路易小体，其主要成分是错误折叠的α-突触核蛋白（α-syn），通过病理性聚合蛋白的自蔓延传染促进病情的进展。前期研究发现熟地平颤方可以通过下调过度激活的MAPK/ERK通路减轻过表达α-syn诱导的细胞损伤，拮抗长期左旋多巴治疗促进α-syn异常聚集的过程。本课题在前期研究的基础上进一步研究α-syn异常聚集的关键机制，提出如下假说：PLK2，CK2，PP2A 蛋白激酶的活性改变会直接影响α-syn C端Ser129的磷酸化，激活Calpain-1对α-syn C端的异常剪切，造成α-syn错误折叠和异常聚集，促进异常蛋白在细胞间发生转移和神经系统内播散，导致PD病情加重。同时明确熟地平颤方在维持α-syn的正常构象，防止其发生错误折叠和异常聚集的具体作用靶点，深入探寻熟地平颤方在延缓PD病情进展中的机制。

帕金森病(PD)发生的病理学特征是黑质多巴胺能神经元内形成路易小体，其主要成分是错误折叠的α-突触核蛋白（α-syn），通过病理性聚合蛋白的自蔓延传染促进病情的进展。PD作为进展性神经退行性疾病，在目前尚缺乏广泛公认有效的延缓PD药物情况下，长期临床应用中发现中药熟地平颤方具有改善症状、延缓疾病进展的作用，但是作用机制仍不明确。本项目在体内实验发现α-syn过表达小鼠黑质区过表达的人α-syn能够通过寡聚化形式逆行至纹状体，损伤黑质纹状体多巴胺能神经元，引起这些脑区的胶质细胞增殖和活化。因此，异常聚集的α-syn是引起帕金森病病情进展的最主要因素之一，它就相当于“传染源”，不断在细胞间发生转移而在神经系统内播散，加重病情的进展。本项目构建的α-syn过表达小鼠很好的模拟了人类帕金森病的慢性进展过程，优化改良了PD的传统动物模型。结果同时证实了熟地平颤方能够抑制α-syn的寡聚化，减少神经元的损伤，有延缓疾病进展的作用。通过细胞系实验发现α-syn过表达可以通过小胶质细胞BV2的炎性激活损伤神经细胞SH-SY5Y，中药抑制小胶质细胞增殖和激活，减少炎性因子的释放从而起到神经保护的作用。小鼠原代细胞实验进一步证实a-syn寡聚体通过上调PLK2，CK2，抑制PP2A导致α-syn C端Ser129 的磷酸化，激活Calpain-1对α-syn C端的异常剪切，C端结构的破坏可能是α-syn 结构改变和纤维化产生的重要原因之一，PLK2，CK2，PP2A 这些蛋白激酶的活性改变都会直接影响α-syn C端Ser129 的磷酸化，激活Calpain-1对α-syn C端的异常剪切，造成错误折叠和异常聚集，促进PD疾病的进展。熟地平颤方通过上调蛋白激酶CK2、PKL2，下调PP2A的表达和活性，进而增高Calpain-1表达，减少α-syn C端的截断，维持α-syn正常蛋白构象，抑制α-syn的异常聚集，从而起到延缓疾病进展的作用。