抑制LRRK2激酶活性保护帕金森氏病的实验研究

There are hardly any effective treatments for Parkinson's disease (PD) at present, mainly due to our ignorance to its underlying mechanism. Studies on familial Parkinson's disease have shed some light on the searching of the therapeutic target. It was found that mutation in Leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2) is a most common cause of familial PD and is also most relevant to sporadic PD. It was indicated that the LRRK2 kinase activity increase in the mutant is likely to be important to its neuronal toxicity. The chemicals that can repress this kinase activity thus could serve as valuable tools to restrain or reverse the pathogenesis of PD. However, the evidence is still not sufficient. Based on our previous research we are proposing to use drosophila as an in vivo. model to test the hypothesis that the change in LRRK2 activity will influence its neuronal toxicity. LRRK2 coding gene will be genetically modified in the animal to increase or decrease the kinase activity. We will then use transgenic cell, drosophila and mice to screen active components in Chinese traditional medicine that inhibit LRRK2 activity. The findings will lead to the discovery of clinically important drug for PD and also provide a platform for the modernization of Chinese traditional medicine.

对帕金森氏病(PD) 我们还缺乏足够地了解因而目前还缺乏有效的治疗手段。家族遗传性PD的发病机制研究为我们寻找治疗的靶点提供了强有力的帮助。LRRK2是一个发病率最高的遗传性PD相关突变并且与散发性PD有最密切的关系，研究表明其激酶活性增高是导致神经毒性最重要的原因。抑制激酶活性的化合物是很有希望的治疗PD的方法，然而其在体理论依据不足。基于我们前期研究的工作基础和新的基因工程技术的发展，我们计划使用果蝇生物模型研究在体进行LRRK2编码基因修饰，升高以及抑制其激酶活性后观察对其神经毒性的影响。另外，综合不同生物研究模式的优势，我们使用转基因细胞、果蝇和小鼠进行中草药LRRK2激酶活性抑制剂的筛选，为中药现代化开发建立更多高水平的研究平台。

帕金森病是一个非常普遍的神经系统退行性疾病，随着人口的老龄化发展，其发病率不断增高，对其发病机制的探讨和相关治疗方面的研究具有重大的社会意义和经济价值。在本项目的研究中，我们利用定点插入技术研究LRRK2激酶活性增高的突变对PD发病的影响，我们成功制备了LRRK2突变转基因果蝇并确定激酶活性的增高是引起神经毒性的最重要因素。我们在转基因果蝇通过定点突变抑制LRRK2增高的激酶活性，观察其对神经毒性的抑制作用，观察到定点突变显著降低了LRRK2/G2019S转基因果蝇增高的激酶活性，但对于转基因果蝇行为学改变的影响不显著。针对LRRK2激酶活性增高是PD相关突变引起神经毒性的重要因素，从植物单体和化合物中找到能有效抑制LRRK2激酶活性的药物并进行临床开发是我们将研究推向市场开发的一个必须的步骤。我们通过体外细胞筛选系统进行初筛，然后选择转基因果蝇进行观察并最终使用转基因小鼠完成实验室鉴定。我们筛选出有效抑制LRRK2激酶活性的中草药单体阿魏酸乙酯，芹菜苷，大豆异黄酮, 大黄素,白藜芦醇, 槲皮素，表没食子儿茶素没食子酸酯，CDDO。进行这些单体化合物的转基因果蝇实验，发现它们可以通过抑制LRRK2的激酶活性，进一步通过影响不同的信号通路来发挥良好的生物学效应。我们还和药物开发公司分工合作，由药物开发公司对具有激酶抑制活性的先导化合物进行结构改造，在体外检测获得具有生物活性和良好的血脑屏障通透的化合物，从中筛选出了目标化合物进行转基因果蝇实验，最终筛选出两个具有良好生物活性的化合物进行了PD小鼠模型的检测，研究的结果对寻找PD有效的治疗药物具有重要的价值。