线粒体未折叠蛋白反应（mtUPR）对帕金森病多巴胺能神经元功能的调节作用及分子机制

The mitochondrial unfolded protein response (mtUPR) is the first defense line of mitochondrial protein quality control (PQC) system, it is the earliest occurrence of mitochondrial protective reaction. More and more evidence shows that mtUPR, directly or indirectly involved in the occurrence and development of neurodegenerative diseases, the role of mtUPR in PD appears gradually in recent years. However past research mostly concentrated in worms and yeast. The system of SH-SY5Y cells and healthy male C57BL mice are selected to establish PD cellular and animal models.The methods of molecular cloning technique, RNA interference, immunofluorescence and laser confocal, CRISPR gene editing, optogenetics technology will be used. The purpose of this study is to comprehensively understand the mtUPR activation of dopaminergic neurons in different conditions, which signal transduction between the mitochondrial and nuclear mtUPR in dopaminergic neurons occupy a dominant mechanism, and whether the SIRT family mediated transcription factor pathways in dopamine neurons positively regulate the activity of mtUPR. The research results will provide important ideas to regulate mitochondrial homeostasis for the future intervention targets PD and other neurodegenerative diseases.

线粒体未折叠蛋白反应（mtUPR）是线粒体蛋白质量控制（PQC）体系的第一道防线，它是最早发生的线粒体保护反应。 越来越多的证据表明，mtUPR直接或间接地参与了神经变性疾病的发生和发展，近年来mtUPR在PD中的角色逐渐显现，然而以往的研究过程大多集中在蠕虫和酵母。本研究选用SH-SY5Y细胞体系以及健康雄性C57BL小鼠建立PD的细胞以及动物模型，通过分子克隆技术、目标基因过表达、RNA干扰、免疫荧光、激光共聚焦、CRISPR基因编辑、光遗传学等技术，全面了解多巴胺能神经元在不同刺激条件下mtUPR的激活情况，探讨何种线粒体-核间mtUPR的信号转导在多巴胺能神经元中占据主导机制，并对SIRT家族介导的转录因子途径在帕金森病多巴胺能神经元中是否正性调节mtUPR活性进行研究。研究结果将为PD等神经退行性病变如何尽早调节线粒体稳态平衡的未来干预目标提供重要思路。

早期发生的线粒体未折叠蛋白反应（mtUPR）是一种新兴的适应性应激反应，是线粒体质量控制的第一道防线，确保了线粒体蛋白质组最佳的质量和功能，代表了一种能够减轻线粒体损伤的独特过程，其活化水平的微妙调整对于早期干预和治疗不可逆性疾病至关重要。目前C. elegans中线粒体未折叠蛋白反应已经阐明，然而在哺乳动物中的机制并不明朗，其与帕金森病之间的关系也知之甚少。本研究通过选用SH-SY5Y细胞体系以及MPTP腹腔注射雄性C57BL小鼠建立PD的动物模型，以及目标基因过表达、RNA干扰、免疫荧光、激光共聚焦、流式细胞仪等技术，全面了解多巴胺能神经元在不同刺激条件下mtUPR的激活情况并探讨帕金森相关基因对线粒体-核间mtUPR信号主要转导机制的影响。此外研究还发现SIRT4介导的转录因子途径在帕金森病多巴胺能神经元中可以负性调节mtUPR活性。mtUPR的三个轴是相互联系、相互影响的。研究结果弥补了哺乳动物细胞中mtUPR机制的空白，将为PD等神经退行性病变如何尽早调节线粒体稳态平衡的目标提供理论依据和临床转化的机能。