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...     

非人灵长类帕金森病模型研究进展

帕金森病是第二大神经退行性疾病,目前没有有效的治疗措施。非人灵长类动物在基因序列、大脑解剖、生殖生理和免疫系统等方面与人类有着极高的相似性,非人灵长类PD动物模型有助于阐明PD病因和发病机制,在新的治疗方法和药物研发中具有重大的应用价值。该文对当前非人灵长类PD模型研究进展作一综述。     

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。     

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...     

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...     

血清pro-BDNF、α-syn、RANTES水平在不同H-Y分期帕金森病患者中的变化及与认知功能障碍的关系

摘要 目的：探讨血清脑源性神经营养因子前体蛋白（pro-BDNF）、α-突触核蛋白（α-syn）、活化T细胞趋化因子（RANTES）水平在不同Hoehn-Yahr（H-Y）分期帕金森病（PD）患者中的变化及与认知功能障碍的关系。方法：选取2019年11月～2021年11月成都市第三人民医院收治的92例PD患者,将其按照H-Y分期的差异分作早期组（H-Y分期1～2期）45例以及中晚期组（H-Y分期3～5期）47例,另取我院同期50例健康体检志愿者作为对照组。比较各组血清pro-BDNF、α-syn、RANTES水平,以Spearman相关性分析血清pro-BDNF、α-syn、RANTES水平与PD患者H-Y分期的相关性。采用蒙特利尔认知评估量表（MoCA）评估认知功能,并据此将所有患者分为认知功能障碍组和无认知功能障碍组,以单因素及多因素Logistic回归分析PD患者认知功能障碍的影响因素。结果：早期组和中晚期组的血清pro-BDNF、α-syn、RANTES水平均高于对照组,且中晚期组上述各项指标水平高于早期组（P＜0.05）。Spearman相关性分析结果显示,血清pro-BDNF、α-syn、RANTES水平均与PD患者H-Y分期呈正相关（P＜0.05）。单因素分析结果显示,PD患者是否发生认知功能障碍与其年龄、病程、受教育年限以及血清pro-BDNF、α-syn、RANTES水平有关（P＜0.05）。进一步多因素Logistic回归分析结果显示,年龄偏大、病程较长以及血清pro-BDNF、α-syn、RANTES水平升高均是PD患者认知功能障碍的危险因素,而受教育年限较长是认知功能障碍的保护因素（P＜0.05）。结论：血清pro-BDNF、α-syn、RANTES水平在PD患者中异常升高,且与H-Y分期呈正相关,还与患者认知功能障碍密切相关。     

血清α-syn、Aβ1-42、SSA在帕金森病患者中的表达及与认知功能损害的关系

摘要 目的：探讨血清α-突触核蛋白（α-synuclein,α-syn）、β淀粉样蛋白1-42（β-amyloid 1-42,Aβ_1-42）、淀粉样蛋白A（serum amyloid A,SSA）在帕金森病患者中的表达及与认知功能损害的关系。方法：收集本院2018年7月~2020年11月收治的136例帕金森病患者为病例组,依据Hoehn-Yahr（H-Y）分级分为早期组（n=76）与中晚期组（n=60）;依据蒙特利尔认知评估量表（Montreal Cognitive Assessment Scale,MoCA）分为认知功能正常组（n=94）与认知功能损害组（n=42）。另选同期本院体检正常者105例纳入对照组。对比各组血清α-syn、SSA、Aβ_1-42水平及MoCA,并用Pearson相关系数分析病例组患者血清α-syn、SSA、Aβ_1-42水平与MoCA的相关性,用受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve,ROC）分析血清α-syn、SSA、Aβ_1-42水平对帕金森病和认知功能损害的诊断价值。结果：病例组血清α-syn、SSA水平高于对照组,差异有统计学意义（P<0.05）;病例组Aβ_1-42、MoCA评分低于对照组（P<0.05）。病例组晚期患者血清α-syn、SSA水平高于早期患者（P<0.05）;病例组晚期患者Aβ_1-42、MoCA评分低于早期患者,差异有统计学意义（P<0.05）。病例组有认知功能损害患者血清α-syn、SSA水平高于认知功能正常患者（P<0.05）;病例组有认知功能损害患者Aβ_1-42、MoCA评分低于认知功能正常患者（P<0.05）。病例组患者血清α-syn、SSA与MoCA均呈正相关（P<0.05）,Aβ1-42与MoCA呈正相关（P<0.05）。血清α-syn、SSA、Aβ_1-42水平对帕金森病诊断的曲线下面积分别为0.858、0.821、0.785;血清α-syn、SSA、Aβ_1-42水平对帕金森病认知功能损害预测的曲线下面积分别为0.877、0.825、0.783。结论：帕金森病患者血清α-syn、SSA、Aβ_1-42水平较健康者变化明显,且可能和帕金森病的诊断、病情进展和认知功能损害有一定关系。     

含CpG基元核酸疫苗免疫慢性MPTP帕金森病小鼠的治疗作用

目的探讨含有CpG基元的α-突触核蛋白（α-synuclein,α-syn）核酸疫苗免疫慢性帕金森病小鼠的治疗效果。方法将本实验室成功构建的含有CpG基元的α-syn核酸疫苗-pVAX1-hα-Syn140用Qiagen试剂盒大量制备α-syn质粒;24只慢性MPTP帕金森病小鼠随机分为3组：实验组、空质粒对照组和PBS对照组,各组小鼠分别肌注pVAX1-hα-Syn140重组质粒、pVAX1空质粒和PBS各100μL,共免疫3次,每次间隔3周,末次免疫后2周,观察小鼠行为学变化及中脑黑质α-syn表达和多巴胺能神经元数目变化。结果pVAX1-hα-Syn140核酸疫苗免疫组小鼠的类帕金森病样症状与pVAX1空质粒和PBS对照组相比减轻,有显著差异（P〈0．01）;小鼠中脑黑质α-syn表达较对照组减少约39％（P〈0．01）,且多巴胺能神经元数目较空质粒和PBS对照组增多了46％～55％（P〈0．01）。结论pVAX1-hα-Syn140核酸疫苗具有较强的免疫原性,能对帕金森病小鼠产生较好的免疫治疗作用。     

α-Synuclein聚集与帕金森病———影响α-synuclein蛋白聚集的因素

α-synuclein基因是最早发现的与帕金森病相关的基因,在部分家族性帕金森病患者中存在该基因的突变.而无论是家族性还是散发性帕金森病,其特征性包涵体——Lewy小体的主要成分都是聚集的!-synuclein蛋白.目前研究发现的影响α-synuclein蛋白聚集的因素种类繁多.根据其对α-synuclein聚集的影响效应,主要分为促进聚集与抑制聚集两大类,不同因素作用于α-synuclein聚集的不同阶段或不同状态的α-synuclein.值得注意的是,目前研究认为可溶性寡聚物的毒性要强于聚集状态的α-synuclein,因此探讨影响α-synuclein蛋白聚集的因素,尤其是探讨各种因素对α-synuclein聚集状态的影响有重要意义.     

自噬在帕金森病发病中的作用

自噬是广泛存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性的降解途径,主要起着调节性的作用以保护细胞免遭感染、癌症、神经变性、老化,以及心脏疾病等在内的各种病理性损伤,与细胞的存活、分化、发育和内环境稳态的维持密切相关.近来的研究表明,自噬在清除与神经变性疾病相关的错误折叠蛋白和易聚集蛋白方面起关键作用,尤其在帕金森病的发生、发展过程中发挥重要作用.     

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。     

α-synuclein修饰与帕金森病的研究进展

α-synuclein基因是最早发现的与帕金森病(Parkinson's disease,PD)相关的基因,在部分家族性PD患者中存在该基因的突变。无论是家族性还是散发性PD,其特征性包涵体——Lewy小体的主要成分都是聚集的α-synuclein蛋白,从组成来看,α-synuclein的氨基酸序列中存在众多能被修饰的位点,并且在α-synuclein转基因鼠中也检测到了以磷酸化、硝基化以及泛素化形式存在的α-synuclein聚集体。α-synuclein的不同修饰可能影响其自身的聚集特性及毒性作用,进而在PD的发病进程中发挥重要作用。因此,探讨与PD相关的α-synuclein的磷酸化、硝基化及泛素化修饰,对于更清楚地了解α-synuclein修饰与PD间的关系有重要意义。     

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。     

AAV介导的α-synuclein基因过表达致多巴胺能神经元损伤-一种制作轻度帕金森病大鼠模型的新方法

目的：研究过表达α-synuclein基因是否导致大鼠黑质纹状体选择性损伤,为帕金森病（parkinson’s disease, PD）大鼠模型的制备提供一种新的方法。方法:用腺相关病毒(adeno-associated virus, AAV)做载体,将人野生型α突触核蛋白(α-synuclein, NACP)引入大鼠脑内,观察大鼠行为学的改变,通过免疫组织化学染色观察其对黑质多巴胺能神经元细胞的影响,高效液相色谱（HPLC）检测纹状体多巴胺（DA）的含量。结果:α-synuclein基因过表达后大鼠出现自发性活动减少、爬行活动减慢、暂时性躯干震颤、竖毛等类似PD初期的症状和体征;大鼠脑黑质TH阳性神经元细胞随时间的延长出现数目减少,并且纹状体DA含量也出现减少,并且出现α-synuclein的积聚。结论:上述结果表明α-synuclein基因的过表达引起黑质多巴胺能神经元细胞的死亡,对大鼠的运动行为有一定的影响,产生类似于PD早期的症状与体征,与化学毒素（如6-OHDA, MPTP）诱导的动物模型相比,此法制作的动物模型可模拟PD缓慢发展的进程,为研究PD的病程进展及发病机制提供一个理想的动物模型。     

α-突触核蛋白对小鼠空间学习记忆能力的影响

目的:观察α-突触核蛋白(α-Synuclein,α-Syn)对小鼠空间学习记忆能力的影响。方法:以C57/B6野生型小鼠(Wild Type,WT)及α-Syn过表达转基因小鼠(Tg-α-Syn)为研究对象,采用Morris水迷宫(Morris water maze,MWM)中定位航行实验、空间探索实验以及可视平台实验,按照训练要求,记录两组小鼠游泳路径和完成任务的时间。结果:在定位航行试验中,随着训练时间的增加,两组小鼠的寻台潜伏期均缩短。同时,在训练第五天时,与WT组小鼠相比,Tg-α-Syn小鼠的寻台潜伏期明显延长(58.77±1.32 versus 17.34±6.44,*P0.05)。在空间探索实验中,与WT组小鼠相比,Tg-α-Syn小鼠在目标象限停留时间更短(17.91±2.14versus 5.59±4.98,*P0.05)。为了进一步证明Tg-α-Syn小鼠的空间记忆与学习能力下降是与海马相关,采用了可视平台实验,结果显示:两组小鼠的寻台潜伏期无显著性差异(P0.05),即Tg-α-Syn小鼠不存在运动障碍和视觉障碍。结论:α-Syn过表达可导致海马相关的空间记忆、学习能力受损。     

重复急性低氧对小鼠大脑皮质中α-突触核蛋白表达的影响

利用本研究室制备的抗α-突触核蛋白(α-Synuclein,α-SYN)单克隆抗体作为研究工具,在一种低氧预适应小鼠模型上研究了重复急性低氧对大脑皮层中α-SYN表达的影响。Western blot分析结果表明,小鼠在经过重复急性低氧刺激后,皮层脑组织内α-SYN蛋白含量呈现规律性的变化,表现为第一次急性低氧后明显增加,而经过重复低氧第4次后则回落,接近正常水平：免疫组化染色结果显示,α-SYN免疫阳性物质除存在于神经元的末梢外,还存在于某些神经元的核中。分析大脑皮质细胞核呈α-SYN免疫阳性的神经元的密度发现,核呈α-SYN阳性的神经元密度也在第一次急性低氧后明显增加,而经过重复低氧第4次后回落。以上结果提示,重复急性低氧能够改变α-SYN在脑内的表达水平以及α-SYN核阳性神经元的数量。这种变化的机制和生理意义有待于进一步探讨。     

家蚕丝蛋白重复片段替换人体α-突触核蛋白核心片段的研究

家蚕Bombyx mori丝丝心蛋白(silk fibroin)结晶域与人类帕金森综合症的致病蛋白α-突触核蛋白(α-synuclein, α-Syn)的积聚原理类似,都是由一段非常疏水的氨基酸组成的保守序列和一些无序卷曲,并在一定条件下发生整体的结构转换而发生纤维化所致。研究发现在这2种蛋白中存在的疏水片段是它们形成β折叠的关键。为了研究α-Syn蛋白的积聚核心在被别的积聚核心所替换后是否还可以正常纤维化,我们用PCR技术将家蚕丝丝心蛋白的核心片段替换α-Syn_1-74(α-Syn₇₄)的核心,组成一个重组蛋白α-Syn₇₄SFX,纯化后温育6天,用ThT荧光和原子力显微镜检测该重组蛋白的结构,结果表明α-Syn₇₄SFX未能发生纤维化。这说明具备能形成β片层的片段和无序卷曲这2个因素,并不能绝对使蛋白发生整体的结构转换。这对人工蚕丝的研究具有参考价值。     

α-核突触蛋白基因突变小鼠脑组织中内源性代谢产物的变化

目的:明确α-核突触蛋白与帕金森病的病理生理相关性及其临床意义。方法:采用相色谱-质谱联用(UPLC-MS)检测野生型小鼠和基因突变型小鼠脑组织中内源性代谢性产物,通过mzcloud法对小鼠脑组织中内源性代谢物质进行鉴定,将相应数据进行主成分分析(PCA)和聚类分析,分析其相关差异表达代谢物,并构建通路图和互作网络图。结果:(1)基于LC/MS法的代谢组分析结果显示两组间差异代谢物以氨基酸类及磷脂类等为主,包括β-丙氨酰-L-组氨酸、L-精氨酸、L-组氨酸、L-亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-缬氨酸、L-天门冬氨酸、L-丙氨酸、磷脂酰胆碱等;(2)构建的代谢通路主要涉及酮体的合成和降解、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、组氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、甘油磷脂代谢等,从中发现18个具有标志性的代谢成分。结论:α-核突触蛋白基因突变后,酮体的合成和降解、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、组氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、甘油磷脂代谢等代谢通路发生了变化,涉及β-丙氨酰-L-组氨酸、L-精氨酸、L-组氨酸、L-亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-缬氨酸、L-天门冬氨酸、L-丙氨酸、磷脂酰胆碱等的生物学标志性代谢产物变化。