帕金森病发病机制新进展

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α-突触核蛋白具有“朊病毒样”传递性。这引 发 了人们对帕金森病发病本质的探索。帕金森病患者 Lewy小 体 内 分 离 的 α-突 触 核 蛋 白,能 够 在 新 生 小 鼠和非人 类 灵 长 类 动 物 中 引 起 帕 金 森 病 样 病 理 过 程[8]。α-突触核蛋白在迷走神 经 背 核 和 嗅 球 神 经 元 Lewy小体内 集 聚 和 形 成,而 这 些 区 域 是 可 以 通 过 肠 道 和 鼻 腔 与 外 界 环 境 相 联 系 的 ,因 此 ,环 境 因 素 可 能是帕金森病的病因之一。除了中枢神经系统的退 行性病变,帕金森病 患 者 的 上 消 化 道 和 结 肠 活 检 显 示有 α-突触 核 蛋 白 阳 性 包 裹 体。 与 遗 传 性 帕 金 森 病相 关 的 富 亮 氨 酸 重 复 激 酶 2,被 证 明 是 克 罗 恩 病 的危 险 因 素 之 一。而 克 罗 恩 病 的 遗 传 危 险 因 素 CARD15基因也被证 明 与 帕 金 森 病 患 病 风 险 相 关。 当前研究热点在于 阐 明 肠 道 接 触 环 境 毒 素 后,是 否 会形成 α-突 触 核 蛋 白 包 裹 体 并 扩 散 到 中 枢 神 经 系 统 ,或 者 毒 素 介 入 鼻 腔 上 皮 后 ,是 否 会 引 起 嗅 觉 功 能 障碍并伴随 α-突触 核 蛋 白 寡 聚 化。 上 述 研 究 提 示, 大 量 “朊 病 毒 样”传 播 的 α-突 触 核 蛋 白 可 使 特 定 的 神经细胞受损,但 无 法 解 释 缺 乏 Lewy 小 体 病 变 的 帕金森病相关神经退行性病变的发病机制。
近年来,帕金森 病 相 关 神 经 退 行 性 病 变 发 病 机 制研究领域的进展 颇 多,其 发 病 机 制 正 被 人 们 逐 步 破解。我们重点回顾了有可能在未来改变帕金森病 治疗方案的相关基础研究。
当前 研 究 表 明,多 个 相 关 因 素 参 与 了 帕 金 森 病 的发病机制,其中 包 括 细 胞 自 发 性 过 程,即 自 噬、溶 酶体功能障碍、线粒 体 功 能 障 碍 和 非 细 胞 自 发 性 过 程 ,后 者 导 致 异 常 蛋 白 的 跨 突 触 传 递 、神 经 炎 性 反 应 和失营养支持 。 [1]
中华老年心脑血管病杂志2014年9月 第16卷 第9期 Chin J Geriatr Heart Brain Vessel Dis,Sep 2014,Vol 16,No.9
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·述评·
帕金森病发病机制新进展
陈 旭 ,耿 翔
关 键 词 :帕 金 森 病 ;α突 触 核 蛋 白 ;溶 酶 体 ;泛 素 ;线 粒 体
[4] Duran R,Mencacci NE,Angeli AV,et al.The glucocerebrosi- dase E326K variant predisposes to Parkinsons disease,but does not cause Gauchers disease.Mov Disord,2013,28:232- 236.
上述通路 已 经 表 明,抑 制 GBA 的 正 常 活 性 会 对线粒体功能产生 负 面 影 响,并 导 致 α-突 触 核 蛋 白 的聚集 。 [5] 通过溶酶体活性介导的α-突触核蛋白与 GBA 活性之 间 的 双 向 负 效 应,从 而 进 一 步 抑 制 了 GBA 活性 。 [6]
Braak病理分 期 理 论 认 为,帕 金 森 病 病 理 改 变 是一个逐步累及整个大脑的过程。该过程可能暗示 了异常蛋白的跨突触传递过程在不同神经元亚型易 损 性 的 差 异 ,以 及 不 同 细 胞 间 的 传 输 模 式 。 基 于 α-突 触核蛋白可以在细 胞 之 间 传 递 的 假 设,以 往 有 帕 金
总之,当 前 诸 多 证 据 正 在 逐 渐 阐 明 帕 金 森 病 与 相关遗传危险因素 之 间 的 关 系,相 关 神 经 元 细 胞 生 物学、生物能病理过 程 以 及 帕 金 森 病 相 关 神 经 退 行 性病变机制。通过回顾近年对帕金森病发病机制的 研 究 ,我 们 完 全 有 理 由 认 为 ,在 不 远 的 将 来 可 以 通 过 精 确 靶 向 药 物 治 疗 ,甚 至 治 愈 帕 金 森 病 。
神经炎性反应被认为是帕金森病发病机制的一 个重要组成部分,其 理 由 如 下:(1)流 行 病 学 资 料 提 示,使用非甾体类抗 炎 药 物 的 患 者 中 帕 金 森 病 患 病 率较低。(2)全 基 因 组 关 联 研 究 的 荟 萃 分 析 揭 示, HLA 位点与帕金森病患病风险相关。(3)炎症信号 通路与帕 金 森 病 患 病 风 险 有 关,而 且 独 立 于 HLA 位点。(4)帕金森病患者使用含有 PK11195 配基的 单光子发射计算机 断 层 摄 影 检 查 时,发 现 活 化 后 的 小胶质细胞。(5)帕 金 森 病 患 者 的 尸 体 解 剖 提 示 存 在促炎介质。有假 设 认 为,神 经 元 损 伤 会 引 起 小 胶 质细胞活化及 TNF-α和白细胞介素 1-b释 放,后 者 进一步加重神经元损伤,并由此形成恶性循环 。 [9-10]
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中华老年心脑血管病杂志2014年9月 第16卷 第9期 Chin J Geriatr Heart Brain Vessel Dis,Sep 2014,Vol 16,No.9
森病患者尸体解剖 发 现,移 植 到 患 者 大 脑 的 多 巴 胺 能神经元中 出 现 了 α-突 触 核 蛋 白。 最 近,α-突 触 核 蛋白被确认可以在神经元之间传递。在健康小鼠纹 状体下部接种人工 合 成 的 α-突 触 核 蛋 白,可 导 致 小 鼠多巴胺能神经元 死 亡,而 残 存 的 细 胞 中 可 检 出 α- 突触核蛋白包裹体 。 [7] 溶酶体功能障碍可促进 细 胞 之间传递 α-突 触 核 蛋 白 的 数 量。 上 述 结 果 加 深 了 人们对于帕金森病 发 病 机 制 的 认 识,也 验 证 了 最 佳 的动物模型可模拟人类帕金森病的病理生理发生过 程 ,同 时 还 可 用 于 测 试 相 应 的 实 验 性 疗 法 。
此外 有 证 据 表 明,失 营 养 支 持 可 能 与 帕 金 森 病 患者逐渐加重的病情有关。帕金森病患者黑质的脑
源性神经营养因子和神经生长因子处于较低水平, 而胶质细胞源性神经营养因子的水平保持正常。神 经营养因子可以上 调 钙 离 子 缓 冲 蛋 白,是 已 知 的 抗 氧化酶和抗凋亡因 子,并 且 在 动 物 模 型 中 起 到 防 神 经毒性作用。
DOI:10.3969/j.issn.1009-0126.2014.09.001 作者单位:200235 上海市第八人民医院神经内科
源自文库
常染 色 体 隐 性 遗 传 的 帕 金 森 病 PINK1 基 因 之 间 存 在相互作用。
线粒体功能障碍也显然与帕金森病发病机制有 关。一项针对常染色体隐性遗传性少年型帕金森综 合征的观察研究表 明,线 粒 体 毒 素 可 引 起 帕 金 森 综 合征。黑质纹状体多巴胺能神经元属于高耗能神经 元,而 parkin、DJ-1和 PINK1 基 因 突 变 对 正 常 线 粒 体功能有毒性作用。α-突触核蛋白介导的神经 退行 性病变中,选择性损 害 神 经 元 的 机 制 也 可 能 与 细 胞 能量代谢有关。黑质纹状体多巴胺能神经元需要维 护 大 量 的 突 触 ,其 中 每 一 个 神 经 元 胞 体 就 有 40 万 个 突触。因此,线粒体 功 能 障 碍 极 易 影 响 到 上 述 神 经 元胞体所需大量 能 量 的 摄 取 过 程。 此 外,单 个 转 录 因 子 过 氧 化 物 酶 增 殖 体 激 活 受 体 辅 激 动 子 (PGC)1α 已证实与线粒体运转有密切关系。全基因组分析多 个基因表达数据后发现,PGC1α与 帕 金 森 病 患 病 风 险有关,并 且 帕 金 森 病 患 者 尸 体 解 剖 发 现 大 脑 中 PGC1α的表达降低。亦有研究证明,PGC1α和 par- kin基因异 常 导 致 的 线 粒 体 功 能 障 碍 有 关,高 表 达 PGC1α可有效 抵 御 中 毒 性 帕 金 森 综 合 征。 目 前 有 少量证据 表 明,α-突 触 核 蛋 白 聚 集、PGC1α 基 因 表 达与线粒体功能障碍之间存在关联。一项平行研究 证实,正常的微管功能依赖于微管磷酸化tau 蛋 白、 富亮氨酸 重 复 激 酶 2、α-突 触 核 蛋 白 以 及 线 粒 体 转 运,而 微 管 磷 酸 化 tau 蛋 白 和 富 亮 氨 酸 重 复 激 酶 2 也已被认为与散发性帕金森病有关。
参考文献
[1] Hirsch EC,Jenner P,Przedborski S.Pathogenesis of Parkin- sons disease.Mov Disord,2013,28:24-30.
[2] Bezard E,Yue Z,Kirik D,et al.Animal models of Parkinsons disease:limits and relevance to neuroprotection studies.Mov Disord,2013,28:61-70.
溶酶体功能障碍是帕金森病中符合孟德尔遗传 规律的最常见病 因 之 一。 其 中 >3% 的 散 发 性 帕 金 森病和25%的 青 少 年 型 帕 金 森 病 是 葡 萄 糖 脑 苷 脂 酶基因(GBA)异 常 编 码 导 致 突 变 所 致 。 [3-4] 以 纯 合 子或杂合子遗传 的 GBA 突 变 还 可 引 发 高 雪 病。 已 知 GBA 涉 及 溶 酶 体 的 正 常 功 能,它 与 α-突 触 核 蛋 白的相互作用是相关研究领域的热点。近年研究表 明,杂合子 GBA 突变患者 黑 质 中 GBA 的 活 性 降 低 58%。然而 33% 的 散 发 性 帕 金 森 病 患 者 黑 质 中 GBA 的活性亦偏低,提示两者(杂合子 GBA 突变患 者和散发性帕金森 病 患 者)的 发 病 机 制 可 能 有 所 重 叠。体外研 究 表 明,野 生 型 GBA、α-突 触 核 蛋 白 和
自噬 是 指 神 经 元 处 理 异 常 蛋 白 质 的 过 程,帕 金 森病的关键蛋白为 α-突触核蛋白。α-突触核蛋白的 基因异常,包括基因 重 复 表 达 或 突 变 均 可 导 致 帕 金 森病。此外,全基因组关联研究表明,α-突触核蛋 白 基因是散 发 性 帕 金 森 病 最 主 要 的 单 一 遗 传 危 险 因 素。异常或 过 量 的 α-突 触 核 蛋 白 可 导 致 神 经 元 死 亡。神经元处理可溶或不溶性蛋白质的正常过程依 赖于溶酶 体 和 泛 素-蛋 白 酶 体 系 统 的 完 整 运 作。 上 述过程出 现 障 碍 或 者 α-突 触 核 蛋 白 寡 聚 体 饱 和 水 平异常,可导致 α-突 触 核 蛋 白 聚 集 和 Lewy 小 体 包 裹体的 形 成。α-突 触 核 蛋 白 形 成 异 常 可 溶 性 NSF 附着蛋白受 体 复 合 物 (SNARE 蛋 白 复 合 物 ),会 引 起突触功能障碍及轴突后部坏死 。 [2]
[5] Cleeter MW,Chau KY,Gluck C,et al.Glucocerebrosidase in- hibition causes mitochondrial dysfunction and free radical damage.Neurochem Int,2013,62:1-7.
[3] Winder-Rhodes SE,Evans JR,Ban M,et al.Glucocerebrosi- dase mutations influence the natural history of Parkinsons disease in a community-based incident cohort.Brain,2013, 136:392-399.
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