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溶酶体在多巴胺能神经元损伤的自噬流保护机制中的作用
  • 项目名称:溶酶体在多巴胺能神经元损伤的自噬流保护机制中的作用
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:81171213
  • 申请代码:H0912
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:刘春风
  • 依托单位:苏州大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

随着对自噬研究的深入,我们认识到单纯的自噬体增多对α-synuclein(α-syn)积聚引起的多巴胺(DA)能神经元退行性病变并没有保护作用,只有自噬流整个过程的完成方能促进积聚蛋白的降解。因此本课题以PC12细胞及过表达野生型和A30P突变型α-syn的PC12细胞为对象,观察环境和遗传因素作用下自噬流受阻对DA能神经元损伤的影响;并通过抑制溶酶体和促进其合成研究溶酶体缺失在其中的作用机制;采用基因敲除、过表达及定点突变技术进一步研究调控自噬体溶酶体融合的关键蛋白HDAC6在溶酶体缺失诱导的DA能神经元损伤中的作用机制;同时采用A30P突变α-syn转基因小鼠和敲减HDAC6在整体水平研究HDAC6在DA能神经元选择性易感性中的作用及其神经保护机制。维持溶酶体功能和促进自噬体与其融合在DA能神经元损伤保护机制中具有重要作用,靶向于此过程的调控因子或许可为帕金森病的治疗提供新的理论依据。

结论摘要:

近二十年来的研究表明自噬/溶酶体途径(autophagy/lysosome pathway, ALP)是SNCA/α-synuclein等易聚集蛋白降解的重要机制。尸检研究在帕金森病(Parkinson disease,PD)患者黑质纹状体区发现有大量自噬囊泡堆积。环境毒素和PD相关基因PINK1、Parkin及DJ-1的突变能引起自噬障碍,而且自噬活性随年龄增长而下降,这些均提示细胞自噬功能异常可能参与PD发病。因此,深入研究细胞自噬在PD发病中的作用及其调控机制,有利于我们对PD发病新机制的认识,发现自噬相关的有效调控靶点,为今后PD的自噬靶向性治疗新药的研发提供理论与实验基础。自噬溶酶体通路是受多种信号分子调控的、动态的、多级生物学过程,包括自噬体诱导形成、自噬体与溶酶体融合和溶酶体内底物降解。早期大量研究着重以自噬相关蛋白LC3II的静态变化来反应自噬水平的高低,事实上,LC3II等蛋白水平的高低可能是由于自噬的过度诱导,也可能是溶酶体降解异常所致,所以自噬活性的变化应以溶酶体为中心的自噬流这一动态变化来反应。本课题通过4年的研究工作,我们发现环境毒素和老化均导致溶酶体损伤,细胞内发生自噬流阻滞,继而SNCA蓄积增加。小胶质细胞活化释放的促炎因子TNF也会作用于DA神经元,导致其溶酶体酸化受阻,抑制自噬流从而引起SNCA在DA细胞内蓄积。mTORC1抑制剂能促进溶酶体新生和成熟、并增强自噬流功能、促进SNCA降解而缓解多巴胺(DA)神经元损伤。而且,我们还发现普拉克索等D2受体激动剂促使DA细胞内BECN1依赖的自噬活性增加,缓解DA细胞内以及SNCAA53T转基因小鼠脑内SNCA的蓄积。该结果不仅揭示了普拉克索等临床治疗药物作用的新机制,而且为靶向于自噬溶酶体途径的调控提供了新思路,使得通过调控内源性神经递质受体通路调控自噬活性成为可能。总之,本课题的上述研究成果充分表明,维持或恢复自噬诱导与自噬降解之间的平衡对SNCA等易聚集蛋白的降解、以及DA神经细胞的存活具有重要的意义,靶向于促进自噬体与溶酶体融合及改善溶酶体功能可成为PD等神经退行性疾病治疗的潜在靶点。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 8
  • 0
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