帕金森病路易(小)体的蛋白质生物信息学数据分析

原发性帕金森病(idiopathic Parkinson's disease,PD)的主要病理特征之一是出现于中脑特定脑区黑质致密部(substantia nigra pars compacta,SNpc)多巴胺能神经元的路易(小)体(Lewy bodies,LBs),PD病人LBs和/或路易轴突也出现于脑内其他脑区非多巴胺能神经元,比如蓝斑(locus coeruleus,LC)等脑干个别脑区去甲肾上腺素能神经元、额前叶皮层(prefrontal cortex,PFC)、颞叶皮层(temporal cortex,TC)等大脑多个脑区胆碱能神经元．为了明确LBs的蛋白质构成,本文通过蛋白质生物信息学数据分析,就LBs的蛋白质构成归纳了5个方面的要点：a．LBs的组织结构单元是α-突触核蛋白(α-synuclein,α-SYN)表征的2类纤维状聚集物和6类非纤维状聚集物(通常被称为寡聚物);b．病理性α-SYN在LBs内存在5种化学修饰形式;c．19个α-SYN相关蛋白质分别与α-SYN共定位于LBs;d．117个LBs的已知蛋白质被划分为10组不同蛋白质功能群组;e．LBs的蛋白质组学鉴定数据库包含了分别在LC、SNpc和PFC脑区组织水平鉴定的84、124和120个候选蛋白质,在TC脑区细胞水平鉴定的108个候选蛋白质,以及在TC脑区亚细胞水平鉴定的29个候选蛋白质．上述要点广泛、深入地概括了LBs的蛋白质构成．     

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。     

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。     

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。     

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...     

综述: 30 nm染色质纤维的结构及调控

真核细胞中,基因组DNA缠绕组蛋白八聚体形成核小体,核小体再经过多层次折叠压缩形成具有高级结构的染色质．过去30多年,科学家对30 nm染色质纤维的结构进行了大量的研究,然而关于30 nm染色质纤维的精细结构仍然存在很大的争议．本文综述了近年来对30 nm染色质纤维结构的最新研究进展,并重点阐述了最近解析的30 nm染色质纤维左 手双螺旋结构．同时,我们还进一步讨论了一些对30 nm染色质纤维结构起调控作用的因子及其作用机制．最后,我们对30 nm染色质纤维结构与功能领域所面临的挑战和问题进行了展望．     

30nm染色质纤维的结构及调控

真核细胞中,基因组DNA缠绕组蛋白八聚体形成核小体,核小体再经过多层次折叠压缩形成具有高级结构的染色质.过去30多年,科学家对30 nm染色质纤维的结构进行了大量的研究,然而关于30 nm染色质纤维的精细结构仍然存在很大的争议.本文综述了近年来对30 nm染色质纤维结构的最新研究进展,并重点阐述了最近解析的30 nm染色质纤维左手双螺旋结构.同时,我们还进一步讨论了一些对30 nm染色质纤维结构起调控作用的因子及其作用机制.最后,我们对30 nm染色质纤维结构与功能领域所面临的挑战和问题进行了展望.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

SNCG基因与肿瘤的关系

由human γ-synuclein基因(SNCG)编码的蛋白-γ突触核蛋白(γ synuclein)为天然无折叠蛋白,是公认的乳腺癌分子标记物,且在多种肿瘤中检测到高表达.其对乳腺癌细胞有促生长和转移的作用,可干扰细胞有丝分裂开关激酶与微管启动蛋白的结合,促使肿瘤细胞耐受抗微管化疗药物.在体外试验中使用干扰γ突触核蛋白功能的多肽后,可提高化疗效果.另外还发现γ突触核蛋白能与热激蛋白(HSP)结合,进而激活雌激素受体α(ER-α)的转录活性,可能为激素相关性肿瘤增殖机制之一.     

30 nm染色质的体外组装和电镜分析

真核生物的基因组以染色质的形式存在,染色质在真核生物的基因表达调控及胚胎发育过程中起重要作用,为表观遗传提供一个重要的信息整合平台．染色质的高级结构,特别是 30 nm染色质的动态变化在基因转录沉默和激活过程中起着重要的调控功能．但是目前对30 nm 染色质纤维的组装及其精细结构的认识还十分有限．本文通过体外表达系统,表达未经修饰的组蛋白,并利用克隆构建的601DNA均一重复序列,通过逐步降低盐离子浓度并加入组蛋白H1或镁离子的方法,体外重组均一的30 nm染色质纤维．并利用镀金属、负染色制样和冷冻电镜制样等手段通过透射式电子显微镜(TEM)对30 nm纤维结构的形成原因、组蛋白H1的作用和核小体重复单位(nucleosome repeat lengths,NRLs)长度对30 nm染色质纤维的影响进行研究．研究结果显示在组蛋白H1或二价镁离子存在的情况下,均可形成30 nm染色质纤维．其形成的染色质拓扑结构有所不同．统计分析表明,不同长度核小体重复单位(NRLs)形成的染色质纤维直径有所不同(P < 0.05)．同时,我们得到了较为均一的冷冻电镜样品,为进一步研究30 nm染色质纤维的高级结构及理解体内染色质存在的形式及动态过程打下了较好的基础．     

GBA突变与帕金森病的研究进展

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种黑质致密部多巴胺能神经元广泛变性,以及弥漫性路易体沉积的常见神经退行性疾病。PD发病的遗传因素不可忽视。研究表明,GBA突变是PD发病最大的遗传风险因素。戈谢病(Gaucher disease,GD)是由GBA突变引起其编码的葡萄糖脑苷脂酶(glucocerebrosidase,GCase)功能缺失导致的一种溶酶体储存障碍疾病。部分GD病例出现PD的临床表现,且PD病例中GBA突变的频率明显增加,提示了GBA突变与PD的密切联系。携带GBA突变的PD病例发病更早,且GBA突变能够增加PD病例认知障碍的风险。虽然大量研究提示了GBA突变导致的GCase功能障碍干扰α-突触核蛋白的降解,而在PD疾病状态下异常的α-突触核蛋白可抑制正常的GCase功能并由此导致恶性循环,但关于GBA突变与α-突触核蛋白相互作用的确切机制仍未完全明确。本综述旨在总结GBA突变与PD发生和发展的潜在联系,希望对进一步发现PD发病机理和防御机制有所帮助。     

不同亚细胞定位的alpha-突触核蛋白对SK-N-SH细胞的毒性影响

在帕金森病中,alpha-突触核蛋白(α-synuclein)累积与聚集所产生的细胞毒性是发病的重要原因。本文目的是探求不同亚细胞定位的α-突触核蛋白对于细胞的毒性影响。分别在α-突触核蛋白前插入核输出序列(nuclear export sequence,NES)或核定位序列(nuclear localization sequence,NLS),使其特定地表达在细胞质或细胞核中。构建成功的质粒分别在神经母细胞瘤SK-N-SH细胞中表达,通过免疫荧光与Western印迹法检测蛋白质的表达情况。结果显示,NES-α-synuclein特异性地在细胞质中表达,NLS-α-synuclein特异性地在细胞核中表达。乳酸脱氢酶法检测结果表明,相较于WT-α-synuclein组,NES-α-synuclein组的乳酸脱氢酶的释放量减少26. 54%,NLS-α-synuclein组的乳酸脱氢酶释放量增加12. 85%。CCK8法检测细胞活性结果表明,相较于WT-α-synuclein组,NES-α-synuclein组的细胞活力提高35. 51%,NLS-α-synuclein组的细胞活力减少7. 93%。上述结果提示,胞质内表达α-synuclein对于细胞的毒性更小,而细胞核内表达的α-synuclein对细胞有更强的毒性作用。这些发现为研究帕金森病的分子机制提供了新的研究思路。     

a-突触核蛋白在胚胎发育过程中的表达

a-突触核蛋白（a-syn）在脑神经元突触末梢广泛表达,在多巴胺神经递质的传递中起重要作用。a-syn的磷酸化使之从可溶性蛋白转变为不溶性蛋白,聚集形成Lewy氏体是散发型PD病人的主要病理学特征。本实验目的在于通过检测其在胚胎发育过程中的表达推测其在发育过程中可能存在的功能。实验采用用免疫组织化学技术观察a-syn在胚胎发育不同时期（E9．5-P0）的分布。     

α-突触核蛋白与阿尔采末病

阿尔采末病(AD)在人群中的发病率逐渐上升,它是由多种因素共同作用所致。α-突触核蛋白(α-synuclein)在大脑皮质及海马等记忆相关部位广泛分布,目前研究发现其在AD的淀粉样斑块的形成、神经纤维缠结等机制中有重要作用,同时也是导致AD患者神经元损伤的重要因素。因此,α-突触核蛋白将成为今后AD研究的热点。     

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。     

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。