PINK1是与线粒体直接相关的帕金森病(PD)致病基因。自噬在PD中起重要作用。到目前为止,关于PINK1基因受损介导线粒体损伤过程是否诱发自噬?其可能的机制是什么?如果致线粒体自噬,对细胞存活或凋亡作用如何?可否延缓PD发病?尚无相关报道。本课题组发现PINK1基因消减后线粒体受损,并可上调Beclin1诱发自噬。据此我们推测PINK1可通过致线粒体分裂/融合失常[文献33]或调节Bcl-2与Beclin1的作用引发自噬,此过程的早期可能代偿性保护细胞,晚期激活凋亡通路引起细胞死亡。本课题将通过PINK1基因的突变、消减及过表达,检测PINK1致线粒体分裂/融合失常与自噬的关系、其信号通路及作用分子;确定PINK1与线粒体自噬或凋亡的共同分子Bcl-2的作用关系,最终明确PINK1对线粒体介导的自噬和/或凋亡的时相关系,寻找参与作用的分子,为帕金森病机制及其药物作用靶点研究提供依据。
Parkinson’s disease(PD);PINK1;Protein phosphatase 2A (PP2A);Autophagy;Mitochondrial
PINK1是与线粒体直接相关的帕金森病(PD)致病基因。自噬在PD中起重要作用。到目前为止,关于PINK1基因受损介导线粒体损伤过程是否诱发自噬及其机制尚无相关报道。本课题全面实现了课题的总体目标,已保质保量的完成了课题的计划指标,通过目前的实验已经验证了本课题的学术假说。本课题研究发现①应用PINK1基因沉默(PINK1-)/恢复(PINK1+)、突变(G309D)的多巴胺能细胞(MN9D)模型以及相应小鼠模型,通过Western-blot方法检测不同组别中LC3-I向LC3-II的转换;激光共聚焦显微镜观察自噬体的形成及GFP-LC3的自噬体荧光强度;初步确定PINK1基因的缺失、突变可引起自噬,并且目前在世界上首次发现PP2A活力降低参与PINK1干扰介导的自噬形成;明确PINK1干扰促发的自噬引起Beclin1与Bcl-2解离,且PINK1干扰后,自噬发生早于凋亡引发; ②应用鱼藤酮诱导的PD小鼠模型,明确PINK1过表达可通过下调PP2A活力保护鱼藤酮致小鼠黑质损伤,提示PP2A在PINK1介导的神经保护作用中起重要作用。③ alpha-Syn是另一个与线粒体相关的帕金森病(PD)致病基因,应用Co-IP、GST pull down技术,发现PINK1与alpha-Syn存在相互作用,通过Western-blot方法检测p-PP2A水平,发现alpha-Syn过表达可降低PP2A活力(p-PP2A水平增高);④ 应用腺相关病毒介导的过表达alpha-Syn基因的SD大鼠模型,发现过表达alpha-Syn可致线粒体空泡化及功能障碍,同时可引起线粒体自噬;⑤ DJ-1同样是与线粒体相关的帕金森病(PD)致病基因,应用鱼藤酮诱导的多巴胺能细胞(MN9D)模型以及相应PD大鼠模型,发现过表达DJ-1也参与自噬凋亡的调控。因此,本研究结果在国际上首次证明PINK1干扰可通过下调PP2A活力,促发自噬,进一步明确了PINK1通过自噬保护多巴胺能神经元损伤的机制,为PD防治提供了潜在的药物作用靶点。