microRNA-137调节线粒体自噬的机制及其在帕金森病中的作用

Dysregulation of mitochondrial autophagy may result in Parkinson's disease. microRNA as a kind of disease mark is promising to be applied in Clinical diagnosis for parkinson's disease. Mitophagy receptors Nix and Fundc1 play key roles in mitochondrial autophagy, but microRNAs that regulate mitophagy receptor were not identified. We examined the expression of 10 PD-related microRNAs in the blood samples from Parkinson's disease patients and found high expression level of miR-137,furthermore,we found that miR-137 can target both mitophagy receptors Fundc1 and Nix. We are therefore interested in the mechanisms of miR-137 in regulating mitochondrial autophagy through targeting mitophagy receptor. In this study, we will investigate the regulation of miR-137 on Fundc1 and Nix, use two successfully established mitochondrial autophagy induction system hypoxia and Parkin/FCCP to further probe the functional role of miR-137 in mitochondrial autophagy regulation and Parkinson's disease. Our study may provide the theory basis and the target for clinical therapy of Parkinson's disease.

线粒体自噬功能失调可导致帕金森病，microRNA作为新近发展的疾病相关标志物很有希望能运用于帕金森病的早期诊断。Nix和Fundc1是线粒体自噬受体作用的关键蛋白，但调节它们的microRNA一直未被报导。我们通过分析PD病人血液样本中10个可能与PD相关的microRNA，发现其中miR-137高表达，并能同时靶向调控Fundc1和Nix的表达，我们推测"miR-137可能通过调控Fundc1和Nix调节线粒体自噬而介入帕金森病"。本课题拟采用生化与分子生物学方法、光学显微镜、电镜等技术手段，验证miR-137对Fundc1和Nix的调控，研究miR-137对低氧和Parkin/FCCP诱导的线粒体自噬的抑制情况，并扩大临床样本考察miR-137作为PD病人特异分子探针的可行性。本研究将阐明miR-137通过抑制线粒体自噬介入PD的机制，为寻找有效的PD分子诊断标记提供理论依据。

深入研究帕金森病的发病机制，寻找早期诊断方法提早预防和治疗帕金森病成为全社会关注的重要问题。目前，已有很多疾病相关microRNA标志物被开发成诊断试剂盒广泛应用于临床，从病人的血液中寻找帕金森病人特异的标志性microRNA作为早期诊断指标是一个可行的思路。.线粒体自噬（mitophagy）作为一种重要的线粒体质量控制的方式是指细胞通过自噬机制选择性清除损伤或非必需的线粒体。在正常情况下，线粒体自噬保护神经细胞，然而线粒体自噬调节的失常会导致神经退行性疾病。PD致病突变很多都发生在PARKIN基因家族的成员，近年的研究表明，这些基因都直接或间接参与线粒体自噬。我们的初步研究表明，线粒体自噬受体很可能在Parkin介导的线粒体自噬后期起作用。近年的研究表明，除了Parkin介导的线粒体膜电势下降引起的线粒体自噬，线粒体自噬受体Nix和我们新近鉴定的Fundc1在低氧诱导的线粒体自噬中的作用同样至关重要。.我们依据文献总结出10个可能参与PD相关的microRNA，在临床血液样本中对这些microRNA的表达进行了分析，发现miR-137在帕金森病人样本中表达上调，通过生物信息学分析和初步研究发现miR-137同时调控Fundc1和Nix的表达。并在细胞水平验证了miR-137对Fundc1和Nix的调控作用。同时利用低氧诱导的线粒体自噬细胞模型，证实了miR-137通过调节Fundc1和Nix,抑制低氧诱导的线粒体自噬。并构建Parkin/FCCP线粒体自噬细胞模型，验证miR-137通过抑制Fundc1和Nix影响Parkin/FCCP诱导的线粒体自噬。相关文章发表在 EMBO Reports ，JBC，FEBS Letters杂志。.本课题将在原有工作的基础上，在细胞和分子水平上观察miR-137对Fundc1和Nix的mRNA和蛋白水平的影响和它们对线粒体自噬的调节规律和特点，探讨miR-137、线粒体自噬和PD发病机制三者的内在联系。利用低氧和Parkin/FCCP两个线粒体自噬模型观察miR-137对线粒体自噬的影响，探讨microRNA通过抑制线粒体自噬介入帕金森病的机制。本课题的完成，可望发展帕金森病的microRNA临床检测探针，为临床有效防治帕金森病提供理论依据和作用靶点。