基于DJ-1调控的PI3K/AKT信号途径探讨大补阴丸对帕金森病中线粒体功能的保护作用

Parkinson's disease (PD) is one of most common neurodegenerative diseases. With the accelerated aging process in China, its incidence is increasing year by year. Therefore, it's imminent to investigate new and effective treatment options in PD. Evidences have demonstrated that DJ-1 is one of common PD-related genes. Moreover, mitochondrial dysfunction has played an important role of in PD pathogenesis. Da-Bu-Yin-Wan (DBYW) is a classic formula that commonly used in PD clinical treatment. However, the literature has not yet reported the role of specific molecular mechanism (cell signal transduction mechanism) of DBYW. Our previous studies have shown that DBYW has mitochondrial protective effects in PD animal models. On this basis, using over expression and knock down of DJ-1 gene (both positive and negative aspects), this project aims to investigate the target role of DBYW on mitochondrial function protection, attempts to from the PI3K/AKT signaling pathway to reveals the molecular mechanism of DBYW, providing a more comprehensive, detailed experimental and theoretical basis for PD clinical treatment.

帕金森病（Parkinson's Disease, PD）是常见的神经退行性疾病之一。随着我国老龄化进程加速，其发病率逐年升高。因此，探寻PD新的有效治疗方案迫在眉睫。已有研究证实，DJ-1是较常见的与PD发病相关的基因，而且线粒体功能障碍在PD发病中起到重要的作用。大补阴丸是临床常用的治疗PD的经方，然而，大补阴丸治疗PD的具体分子机制（细胞信号转导机制）国内外文献尚未见报道。本研究小组经实验研究，大补阴丸在PD动物模型上验证了其具有线粒体保护效应。本项目在此基础上，从DJ-1基因过表达和靶向敲减正反两方面，深入探讨大补阴丸对线粒体功能保护效应的作用靶点，试图从PI3K/AKT信号途径揭示大补阴丸作用的分子机制，为PD临床治疗提供更为全面、详实的实验基础和理论依据。

一、项目背景.帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是常见的中枢神经系统退行性疾病。它不仅影响个人的生存质量，也给社会带来了沉重的负担，因此寻找治疗PD的理想方法显得愈加迫切。目前明确PD与线粒体功能障碍密切相关，DJ-1在调节和维持线粒体功能上发挥重要作用，DJ-1调控相关的PI3K/Akt通路在PD中的作用也受到关注，但对于其具体的调控机制和途径仍然不明确。本研究以DJ-1为核心，探讨大补阴丸（DBYW）影响DJ-1调控的PI3K/Akt信号通路，保护PD线粒体功能的作用机制，为中药复方在临床上PD治疗的应用提供科学理论依据。.二、主要研究内容、重要结果及关键数据.1．与正常对照组和空白质粒对照组相比，DJ-1过表达质粒转染组的DJ-1 mRNA和蛋白的表达都明显提高，验证了在SH-SY5Y和PC-12细胞内的DJ-1过表达效应。.2． DJ-1过表达能够不同程度地提高线粒体活性、ATP含量以及线粒体Complex I的活性。.3． DJ-1过表达能够显著提高Akt磷酸化位点Thr308的水平；而对PI3K、Akt以及其磷酸化位点Ser473的表达没有明显影响。.4．神经毒素MPP+诱导后，细胞线粒体活性、ATP含量以及Complex I的活性都不同程度下降。在加入DBYW后，MPP+诱导的线粒体功能损伤改善作用增强，并且呈现一定的剂量依赖性。.5．神经毒素MPP+诱导后，细胞中DJ-1蛋白表达显著下降；DJ-1过表达模型组的DJ-1表达明显提高；加入DBYW后进一步上调了DJ-1蛋白的表达，而且上调了Akt两个磷酸化位点的水平。.三、科学意义.1．DJ-1的过表达能够提高线粒体ComplexⅠ的活性，以及提高细胞中ATP的含量，提示DJ-1过表达能够在一定程度上增强线粒体的功能。DJ-1提高线粒体功能的机制可能与上调Akt磷酸化位点Thr308水平有关。.2．DBYW能够增强DJ-1对PD细胞模型线粒体功能的保护作用，并且提高DJ-1过表达的PD细胞模型存活率，其机制可能与DBYW上调DJ-1蛋白表达，进而上调Akt磷酸化位点Ser473和Thr308的水平有关。