Both iron and alpha-synuclein accumulation are one of hallmarks of Parkinson's disease (PD). Alpha-synuclein aggregation is often accompanied by abnormal accumulation of iron, indicating that there is a certain link between iron and alpha-synuclein aggregation. The present study, from a quite novel perspective, aims to explore the cellular and molecular mechanisms of the iron and alpha-synuclein interaction. Using different PD animal models and alpha-synuclein transgenic animals, we examine whether iron accumulation starts in the lower brainstem progressing into the central nervous system through anatomically connected structures, just as the regional distribution of alpha-synuclein described in Braak stage. The correlation among the motor and non-motor symptoms, neurotransmitter systems associated with PD and the distribution patterns of iron and alpha-synuclein during PD progress are all studied. The mechanisms underlying how iron promotes alpha-synuclein aggregation and how alpha-synuclein regulates iron metabolism are also investigate. The neuroprotective effects of some anti-PD drugs which have the properties of both iron chelation and reducing alpha-synuclein aggregation are also studied. This project aims to clarify the interaction between iron and alpha-synuclein, which are two specific factors in PD pathogenesis, thus providing powerful evidence on etiology and promising strategies on prevention and therapy of PD.
帕金森病(PD)的特异标志物alpha-突触核蛋白的异常聚集往往伴有铁的沉积,说明铁与Alpha-突触核蛋白聚集之间存在一定联系。为了阐明两者相互作用共同参与PD的细胞分子机制,本项目拟在不同的PD动物模型和alpha-突触核蛋白转基因动物上,研究铁的沉积是否与Braak 分级描述的alpha-突触核蛋白一样,存在从低位脑到高位脑的渐变过程,揭示PD非运动症状与运动症状,递质系统的变化与铁和alpha-突触核蛋白进展的相关性。进一步阐明铁促进alpha-突触核蛋白的聚集机制以及alpha-突触核蛋白如何参与调节铁代谢。同时,本研究从既能螯合铁,又能降低alpha-突触核蛋白聚集的角度出发,阐明抗PD复合制剂的神经保护作用。本研究以突破常规的思路,阐明铁的沉积与alpha-突触核蛋白的聚集之间的相互作用及其机制,为阐明PD的病因并为PD的防治提供全新的研究结果和防治新策略。
帕金森病(PD)的特异标志物alpha-突触核蛋白(α-syn)的异常聚集往往伴有铁的沉积,说明铁与α-syn聚集之间存在一定联系。为了阐明两者相互作用共同参与PD的细胞分子机制,本项目在不同的PD动物模型和α-syn转基因动物上,研究了铁的沉积与α-syn从低位脑到高位脑的渐变过程,揭示了PD非运动症状与运动症状,递质系统的变化与铁和α-syn进展的相关性。阐明了铁促进α-syn的聚集机制以及α-syn如何参与调节铁代谢,同时,本研究从既能螯合铁,又能降低α-syn聚集的角度出发,阐明抗PD复合制剂的神经保护作用。该研究揭示:与α-syn从低位脑到高位脑的渐变过程不同,铁选择性的在黑质(SN)沉积且出现的时间较早,因此开发早期检测脑铁沉积的方法,将有助于将诊断的时间提前,有利于早期干预PD。PD非运动症状出现可能与迷走神经背核等脑区神经元内α-syn聚集有关,迷走神经背核神经元损伤可能造成PD病人血浆ghrelin下降,因此ghrelin可能成为PD早期诊断的靶点。铁沉积通过多种机制促进α-syn表达和聚集,而α-syn作为铁还原酶调节SN的铁代谢,α-syn表达上调和聚集可进一步加重神经元内的铁沉积,引起细胞氧化应激和铁死亡,由此导致恶性循环。迷迭香酸等制剂既能螯合铁又能降低α-syn聚集发挥神经保护作用。除此以外,本项目创新性地提出缺氧诱导因子2α的激活导致的星形胶质细胞铁转运加快可能是黑质铁沉积的来源。本项目利用多组学(磷酸化蛋白组学、蛋白组学和转录组学)与生物信息学相结合的方法,已经筛选得到了新的、重要的铁死亡调节因子,以期为PD的防治提供靶点。本研究以突破常规的思路,阐明铁的沉积与α-syn的聚集之间的相互作用及其机制,为阐明PD的病因并为PD的防治提供全新的研究结果和防治新策略。
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数据更新时间:2023-05-31
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