α-突触核蛋白的结构特点及其功能

神经元胞浆内嗜酸性包涵体——Lewy体的出现是帕金森病(Parkinson’s disease,PD)的典型病理学特征,而α-突触核蛋白(α-synuclein)是纤维样Lewy体的主要成分。随着研究深入,越来越多的证据表明:α-突触核蛋白纤维性聚集体的产生是PD发病的一个关键环节。病理条件下,由于α-突触核蛋白的结构改变,导致错误折叠,继而纤维化,最终形成纤维性聚集体,这一过程在PD研究中日趋展现出其重要性。α-突触核蛋白结构中,N端、C端、NAC(non-amyloid component)区等区域具有各自特定的结构及功能,在其聚集体产生过程中各司其职。本文就近年来对α-突触核蛋白分子结构及其相应功能的研究进行综述,希望通过深入的综合分析,为寻找α-突触核蛋白结构中潜在的疾病治疗靶标提供理论依据。     

帕金森病会表现为母系遗传吗?

<正>答:帕金森病(Parkinson disease,PD)是一种较常见的神经退行性疾病,通常是由于黑质-纹状体多巴胺(Dopamine,DA)能神经元的进行性损害导致的运动功能障碍。目前已经发现多个与家族性PD相关的基因,其中表现为常染色体显性遗传(AD)的基因有:突触核蛋白基因(α-synuclein,SNCA)(PARK1PARK4)、UCHL1基因(PARK5)、LRRK2基因     

α-突触核蛋白的核易位机制及其功能

α-突触核蛋白(alpha-synuclein,α-Syn)是一种脑内含量丰富的可溶性蛋白质,既能参与正常突触功能的维持和囊泡运输,又与多种神经退行性疾病有关,然而其确切的功能目前仍未完全清楚。已有研究表明,在生理条件下,α-突触核蛋白主要定位在细胞质中,少部分能定位在细胞核中,具有多种生物学功能。在帕金森病(Parkinson’s disease, PD)、阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease, AD)患者大脑及氧化应激的细胞中,均发现α-突触核蛋白趋向于向细胞核中聚集。α-突触核蛋白核易位受到多种因素的精密调控,除自身氨基酸序列外,还受到其129位丝氨酸磷酸化(S129)水平、点突变(A53T, A30P, G51D)、细胞内Ca~(2+)水平的影响,以及核输入蛋α(importin-α)、三结构域蛋白28 (tripartite motif-containing protein 28, TRIM28)等多种蛋白质的精密调控,其异常的核易位则与细胞毒性相关。核易位的α-突触核蛋白能和组蛋白去乙酰化酶及组蛋白甲基化酶相互作用,从而改变组蛋白乙酰化和甲基化水平,最终影响染色质的稳定性。此外,α-突触核蛋白能与DNA相互作用,从而改变DNA构象、参与DNA损伤修复及基因表达调控。本文综述了α-突触核蛋白的结构特征,生理及病理条件下的细胞核内定位现象,详细的核易位机制及其在胞核中的功能研究进展,将有助于了解α-突触核蛋白生理功能及其在疾病发生发展中的作用。     

肠道微生物菌群与帕金森症相关性的研究进展

众所周知,肠道菌群对机体功能具有重要调节作用,除对常见的消化功能调节外,还对中枢神经系统有诸多影响,即通过肠道菌群-肠-脑轴进行调节。帕金森症(Parkinson′s disease,PD)发病率仅次于阿尔茨海默病,是常见的神经退行性疾病,严重影响人们生活质量。其特征为黑质―多巴胺能神经元受损,是α-突触核蛋白代谢异常引起的疾病,多巴胺能神经元细胞内可见大量的α-突触核蛋白累积,主要影响运动系统,但也可出现消化不良等胃肠功能紊乱的症状。而α-突触核蛋白也同样存在于肠道,并以特殊的方式进入到神经系统,从而参与帕金森症的发病。     

α-突触核蛋白的结构生物学研究

α-突触核蛋白(α-synuclein, α-syn)聚集形成纤维状结构，进而形成路易小体(Lewy bodies, LBs)。LBs是帕金森病(Parkinson’s disease, PD)、多系统萎缩(multiple system atrophy, MSA)和路易小体痴呆(dementia with Lewy bodies, DLB)等神经退行性疾病的典型细胞病变特征，也是发病的一个关键环节。近年来，冷冻电镜技术的进步使解析高分辨率α-突触核蛋白原纤维结构成为可能。对α-突触核蛋白不同聚集形态的深入探究，能为理解神经退行性病变的分子机制、α-突触核蛋白毒性形式的性质以及α-突触核蛋白聚集影响的信号途径等提供帮助。本文综述目前已知的不同形态α-突触核蛋白结构，阐述α-突触核蛋白单体、寡聚体和不同聚集形式原纤维的结构特征。α-突触核蛋白寡聚体由于其结构不稳定，目前尚无明确的结构信息。但目前已有多个α-突触核蛋白原纤维结构被解析，包括重组蛋白体外制备的和多系统萎缩(MSA)患者体内分离的原纤维。这些原纤维直径由5 nm的单股原纤维至10 nm的双股原纤维不等。不同的体外制备条件可生成...     

帕金森病中铁与Alpha-突触核蛋白的相互作用

帕金森病(Parkinson's disease,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。铁可以通过增加Alpha-突触核蛋白的产生及抑制其降解从而促进Alpha-突触核蛋白聚集。Alpha-突触核蛋白作为一种高铁还原酶也可以影响细胞铁的代谢。本文就铁与Alpha-突触核蛋白参与PD的发病以及两者之间相互作用的机制进行综述。     

帕金森病患者血浆α-synuclein、Aβ及tau蛋白变化特点

目的:探索帕金森病(Parkinson's disease,PD)患者血浆中α-突触核蛋白、Aβ及tau蛋白变化情况。方法:募集2014年4月至2015年4月来我院就诊的PD患者62例,正常对照人群59例,采集两组人群的基本临床信息,测定血浆中α-突触核蛋白、Aβ40、Aβ42、p T181-tau蛋白、p T231-tau蛋白和总tau蛋白浓度,比较两组之间的差异,同时进行相关性分析。结果:PD患者血浆α-突触核蛋白和p T181-tau蛋白浓度显著高于对照组(P值分别为0.001,0.019),而两组间Aβ40、Aβ42、p T231-tau蛋白和总tau蛋白浓度无明显差异(P0.05)。相关性分析提示PD患者血浆α-突触核蛋白和p T181-tau蛋白浓度与患者年龄、性别、教育程度、病程、高血压、糖尿病、Hoehn/Yahr分级及SchwabEngland评分无相关性(P0.05)。结论:虽然PD患者血浆α-突触核蛋白和p T181-tau蛋白高于正常对照组,但尚不适宜作为PD的生物标志物。     

SH-SY5Y细胞α-突触核蛋白的过表达可部分抵抗鱼藤酮诱导的氧化应激

帕金森病（Parkinson’s disease,PD）的发病机制涉及到遗传和环境因素。环境因素通过线粒休导致氧化应激和α-突触核蛋白（α—synuclein）聚集,但其确切的作用机制尚不明确。本文利用过表达α-突触核蛋白-增强型绿色荧光蛋白（enhanced green fluorescent protein．EGFP）的人多巴胺能神经母细胞瘤细胞株SH—SY5Y为模型,研究α-突触核蛋白对鱼藤酮诱导氧化应激的影响,从而进一步了解α-突触核蛋白和细胞存活之间的关系。（1）用荧光显微镜观察融合绿色荧光蛋白的α-突触核蛋白的表达情况;（2）用实时定量PCR检测α-突触核蛋白基因的表达;（3）用免疫细胞化学测定α-突触核蛋白的分布;（4）用不同浓度的鱼藤酮作用细胞后,以MTT法测细胞的活力、DCF法检测细胞的氧化应激状态、黄嘌呤氧化酶法检测超氧化物歧化酶的活力,并用流式细胞仪分析细胞的凋亡。实时定量PCR结果显示,α-突触核蛋白基因表达量在α-突触核蛋白过表达的细胞要高于SH—SY5Y细胞,在荧光显微镜下可见绿色荧光蛋白和α-突触核蛋白的表达。鱼藤酮可使细胞活力下降、线粒体complex Ⅰ的活性降低,诱导细胞内氧化应激,而过表达α-突触核蛋白的细胞可以部分抵抗鱼藤酮的毒性作用,表现为细胞抗氧化能力迅速增高（P〈0．05）和鱼藤酮诱导的细胞凋亡数目明显降低。本研究证明α-突触核蛋白对鱼藤酮产生的氧化应激有部分抵抗作用,而使过表达α-突触核蛋白的SH—SY5Y细胞对鱼藤酮的毒性作用表现出一定的耐受性。这种耐受性也可能是细胞对外界损害的一种代偿反应,从而促进细胞的存活。     

泛素连接酶和去泛素化酶在帕金森病中的作用

中脑黑质多巴胺能神经元特异性损伤和α突触核蛋白聚集的分子机制是帕金森病（Parkinson’s disease,PD）研究领域亟待解决的问题。蛋白质异常聚集很大程度上是由于泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system,UPS）功能障碍引起的。蛋白质泛素化由一系列泛素化酶级联反应促进，并受去泛素化酶（deubiquitylases,DUBs）的反向调节。泛素化和去泛素化过程异常导致蛋白质异常聚集和包涵体形成，进而损伤神经元。近来研究报道，蛋白质的泛素化和去泛素化修饰在PD的发病机制中发挥重要作用。E3泛素连接酶促进蛋白质的泛素化，有利于α突触核蛋白的清除、促进多巴胺能神经元的存活、维持线粒体的功能等。DUBs可以去掉底物蛋白质的泛素化修饰，抑制α突触核蛋白的降解，调控线粒体的功能和神经元内铁的稳态。本文以E3泛素连接酶和DUBs为切入点，综述了蛋白质泛素化和去泛素化修饰参与多巴胺能神经元损伤机制的最新研究进展。     

多巴胺代谢异常在帕金森病相关病理变化中的作用

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是常见的中枢神经系统退行性疾病之一,其主要病理学特征是中脑黑质部的多巴胺(dopamine,DA)能神经元选择性丢失。虽然已发现基因易感性、衰老、环境毒素等因素与PD发病有关,但导致DA能神经元退行性死亡的细胞分子机制仍不明确。DA代谢是DA能神经元中的重要生理过程,其过程与黑质DA能神经元丢失密切相关,DA代谢异常参与了PD神经元变性相关的诸多病理学过程,例如铁代谢异常、α-突触核蛋白异常聚集、内质网应激、蛋白质降解功能障碍、神经炎症反应等。本文就DA代谢异常在PD相关病理学过程中的作用进行综述。     

综述与专论：α突触核蛋白作为帕金森病诊断标志物和治疗靶点

帕金森病(PD)是一种隐匿性和进行性发展的神经退行性疾病,在65岁以上人口中约占2%～3%,是第二大常见的神经退行性疾病。PD的致病因素尚未明确,但α突触核蛋白(α-synuclein)的错误折叠和聚集所形成的路易小体被认为是PD的典型病理学改变。由于缺乏可靠的生物标志物,PD的早期诊断较难。本文总结了PD患者不同样本中检测出的α突触核蛋白的最新进展,包括体液(脑脊液、血液、唾液)和周围组织(皮肤、嗅觉黏膜、唾液腺、肠道黏膜),以期进一步了解PD的生物标志物研究。此外,还综述了针对α突触核蛋白治疗PD的新进展。     

帕金森病的研究进展

帕金森病是一种中老年人常见的运动障碍性疾病,年龄是最主要的危险因素,已经显示出遗传倾向性的一些易感基因包括α-突触核蛋白、LRRK-2、GBA等也是重要的发病因素。多巴胺的替代治疗是帕金森病最重要的治疗办法,可以显著减轻病人的运动障碍,胚胎干细胞移植及基因治疗都是在探索中及具广阔前景的治疗办法。     

帕金森病的研究进展

帕金森病是一种中老年人常见的运动障碍性疾病,年龄是最主要的危险因素,已经显示出遗传倾向性的一些易感基因包括α-突触核蛋白、LRRK-2、GBA等也是重要的发病因素。多巴胺的替代治疗是帕金森病最重要的治疗办法,可以显著减轻病人的运动障碍,胚胎干细胞移植及基因治疗都是在探索中及具广阔前景的治疗办法。     

Thy1-αSYN基因小鼠出现代谢紊乱和胰岛形态及功能的改变

帕金森病(PD) 是第二大神经退行性疾病。PD的发病机制仍然不明确,普遍认为 α-突触核蛋白(α-synuclein) 的聚集和传播引起的神经损伤、线粒体功能障碍、炎症和氧化应激,自噬功能障碍等在PD 的发生发展中发挥作用。越来越多的研究认为,代谢紊乱也是PD的发病机制之一。我们检测了过表达α-突触核蛋白是否能引起小鼠代谢紊乱以及可能的机制。研究分为Thy1-αSYN转基因小鼠组(TG)及同窝对照野生小鼠组（WT）,分别检测它们在转棒仪上的停留时间,体重情况,血浆中胰岛素含量,小鼠糖耐量及胰岛素耐量等外周代谢情况。使用苏木精-伊红染色法对两组小鼠胰岛的形态进行观察,分离小鼠胰岛并使用葡萄糖刺激胰岛素分泌检测胰岛素分泌功能。结果显示, 12月龄的TG组小鼠与WT组相比运动耐力下降23.1%（P < 0.05）,体重增加7%（P < 0.01）,糖耐量降低（P < 0.05）,胰岛素耐量降低（P < 0.05）,外周血中胰岛素含量降低20%（P < 0.05）。TG组小鼠胰腺内α-突触核蛋白水平较WT组增加1.32倍（P < 0.05）,TG组小鼠的胰岛面积变小（P < 0.05）,胰岛个数减少（P < 0.01）,胰岛素分泌功能下降（P < 0.01）。我们的研究提示,α-突触核蛋白在PD中的作用不局限于对多巴胺能神经元的损伤,它能影响代谢及外周器官的形态及功能,这为PD的发病机制提供新的理论依据。     

帕金森病患者血浆alpha-synuclein、Abeta及tau蛋白变化特点

目的：探索帕金森病（Parkinson''s disease,PD）患者血浆中alpha- 突触核蛋白、Abeta及tau 蛋白变化情况。方法：募集2014 年4 月至 2015 年4 月来我院就诊的PD 患者62 例,正常对照人群59 例,采集两组人群的基本临床信息,测定血浆中琢- 突触核蛋白、 Abeta40、Abeta42、pT181-tau 蛋白、pT231-tau 蛋白和总tau 蛋白浓度,比较两组之间的差异,同时进行相关性分析。结果：PD患者血浆 alpha- 突触核蛋白和pT181-tau 蛋白浓度显著高于对照组(P 值分别为0.001,0.019),而两组间Abeta40、Abeta42、pT231-tau 蛋白和总tau 蛋白浓度无明显差异（P>0.05）。相关性分析提示PD 患者血浆alpha-突触核蛋白和pT181-tau 蛋白浓度与患者年龄、性别、教育程度、 病程、高血压、糖尿病、Hoehn/ Yahr 分级及Schwab &England 评分无相关性（P>0.05）。结论：虽然PD患者血浆琢- 突触核蛋白和 pT181-tau 蛋白高于正常对照组,但尚不适宜作为PD 的生物标志物。     

α-突触核蛋白的细胞毒性作用

神经系统变性疾病的一个重要特征就是α-突触核蛋白功能障碍,形成含有α-突触核蛋白的胞质包含体。虽然对α-突触核蛋白损伤神经系统的作用做了大量的研究,但其神经毒性机制尚不清楚。该文从α-突触核蛋白的结构、生理功能及其对泛素-蛋白酶体、线粒体、内质网及高尔基体等的毒性作用方面介绍近年来对其的研究进展。     

外周炎症促发帕金森病的神经机制研究进展

帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是发病率排名第二位的中枢神经系统退行性疾病,其病理特点是黑质致密部多巴胺能神经元丢失。对PD患者的尸检分析和实验动物研究显示小胶质细胞激活和炎症因子水平的升高是PD脑组织的共同特征。同时研究显示PD患者病变脑区及毗邻区域检测到来自周围的免疫细胞的浸润和积聚。本文对外周炎症跨血脑屏障(bloodbrain barrier, BBB)、错误折叠的α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)引发小胶质细胞激活和PD脑内炎症等方面进行总结,为延缓PD发病提供潜在治疗措施。     

基于肠脑轴传播α-突触核蛋白诱发帕金森病的研究进展

帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是最常见的神经退行性疾病,随着我国人口老龄化加剧,PD病人的增加将造成严重的经济和医疗负担。PD的典型病理特征是黑质致密部多巴胺能神经元的死亡以及多巴胺能神经元中异常聚集的淀粉样蛋白α-突触核蛋白(α-synuclein,α-Syn)形成病理包涵体即路易小体(Lewy body)。研究发现路易小体不仅存在中枢神经系统中,也同样存在于外周神经系统。肠道内丰富的肠神经系统被称为“第二大脑”。肠脑轴的发现也证明α-Syn能在大脑和肠道进行双向传输。肠道中也存在着庞大的微生物群,这些微生物参与病理性α-Syn的形成和传输。因此文中基于肠脑轴探讨α-Syn在大脑和肠道的双向传输关系,尝试探索肠道微生物群对α-Syn异常聚集的影响。结合目前PD病人的研究和动物模型尤其是非人灵长类实验的研究,希望为PD疾病的筛查和诊断提供参考。     

溶酶体跨膜蛋白175钾通道蛋白质与帕金森病

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种复杂的神经退行性疾病,以运动障碍和非运动症状为特征。虽然以多巴胺为基础的疗法在疾病的早期阶段能有效地对抗症状,但缺乏神经保护药物意味着疾病仍在继续发展。PD病人迫切需要新的疾病修饰疗法和新的治疗策略。遗传学研究表明,罕见和常见的基因变异都会导致PD的发生和发展。跨膜蛋白175(transmembrane protein 175,TMEM175)是来自溶酶体的PD风险基因之一,编码一种具有新型结构的溶酶体钾通道蛋白质,参与维持溶酶体膜电位和pH的稳定性。随着对TMEM175的了解,多项研究证实TMEM175的缺陷能够导致溶酶体功能障碍,诱导神经元α-突触核蛋白(α-synuclein)的病理性聚集,促进帕金森病发生。鉴于溶酶体TMEM175通道蛋白的重要功能,TMEM175基因可能是帕金森病及其他神经退行性疾病治疗的潜在靶点。本文综述了溶酶体TMEM175基因的结构及功能,重点阐述了其作为溶酶体内稳态调节因子通过影响溶酶体的功能参与PD发生发展的过程,并对其研究进行了展望。以TMEM175为靶标,筛选具有保持TMEM175的活性状态或增强其表达的药物可能具有改善PD病人病情的效果,但TMEM175如何通过保持其通道的开放和闭合状态之间的平衡来调节溶酶体的离子稳态,具体机制尚需要进一步研究探讨。未来对该离子通道蛋白质的进一步研究将为 靶向PD治疗带来新的策略和思路,为在PD的诊断与治疗中奠定TMEM175的靶标分子地位提供支持。     

Hsp70在神经退行性疾病中的作用机制研究进展

热休克蛋白Hsp70 (heat shock protein 70, Hsp70)是一类广泛存在的分子伴侣。阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease)、帕金森病(Parkinson’s disease)等神经退行性疾病共同的病理特征是错误折叠的蛋白质(包括Tau、α-突触核蛋白、TDP-43、朊蛋白和多聚谷氨酰胺蛋白)形成有毒性的寡聚体或淀粉样纤维。大量的研究表明,Hsp70可以调控这些蛋白质的代谢进程,包括将错误折叠的蛋白质重折叠、抑制蛋白质聚集以及降解错误折叠的蛋白质。Hsp70在发挥功能时需要相对应的辅助分子伴侣的帮助。该文详细论述了Hsp70抑制Tau蛋白病、α-突触核蛋白病、TDP-43蛋白病、传染性海绵状脑病以及多聚谷氨酰胺疾病的作用机制,重点阐述了Hsp70对神经退行性疾病中错误折叠蛋白质聚集和毒性的抑制作用,并讨论和展望了Hsp70在神经退行性疾病的治疗中存在的挑战和机遇。