本课题将以多巴胺能神经细胞PC12为实验对象,研究α-syn、泛素蛋白酶体及与细胞增值、凋亡有关的信号转导通路在锰诱导的神经细胞毒性中的作用,探讨锰神经毒性与α-syn、泛素蛋白酶体及细胞信号转导通路之间的关系,对进一步揭示锰神经细胞毒性作用的分子机制具有重要意义,为寻找锰神经毒性科学的诊断和治疗方法提供新的思路和理论依据。
锰能够诱导类似于帕金森病(Parkinson's disease, PD)的症状。α-共核蛋白(α-synuclein,α-syn)的突变和异常蓄积与PD关系密切。泛素蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)是真核细胞内主要的蛋白降解通路,α-syn等蛋白均主要通过UPS进行降解,UPS功能的异常被认为与多种神经系统退行性疾病的发生关系密切。结果发现锰的毒性过程中伴随着α-syn表达水平的增高以及蛋白酶体活性的抑制。与此同时,ERK MAPK信号通路被激活,一定浓度的ERK抑制剂PD98059不仅能够抑制锰诱导的细胞毒性作用,也能够抑制α-syn表达水平的增高。表明ERK MAPK信号通路的激活可能是锰诱导的神经毒性以及α-synuclein表达水平增高的上游通路。利用siRNA敲除α-syn表达不仅能够抑制锰诱导的细胞毒性,也能够缓解锰对蛋白酶体活性的抑制作用。我们的研究初步阐明了α-synuclein与UPS在锰诱导的神经毒性中的作用及其可能机制,为进一步深入认识锰的神经毒性提供了有价值的新资料。