帕金森病相关基因α-突触核蛋白过表达导致线粒体结构、功能改变

摘要

帕金森病(Parkinson'sDisease,PD)是临床上常见的第二大神经退行性疾病.各种研究表明,线粒体功能障碍和异常蛋白质聚集是帕金森病的两个主要发病机制.帕金森病相关基因α-突触核蛋白(α-synuclein)包含可以与脂质结合的α-螺旋结构,这个结构与膜定位非常相关.然而它的异常增加在线粒体结构、功能中的作用仍然不明确.本研究旨在探讨过表达α-synuclein对线粒体结构、功能的调节作用,以进一步明确α-synuclein在帕金森病中的作用机制.在大鼠及MN9D细胞中过表达α-synuclein并且在细胞中过表达α-synuclein或其氨基末端(α-Syn/N)或α-synuclein去氨基端(α-Syn/delN).用LDH检测乳酸脱氢酶含量,从而分析细胞毒性;MTT实验检测细胞活力;DCF法检测细胞内活性氧含量;免疫组化的方法观察线粒体形态变化;流式细胞学实验检测线粒体膜电势改变;钙黄绿素检测线粒体膜通透性转运孔开放;蛋白免疫沉淀、GST-pulldown和FRET方法检测蛋白间相互作用.结果显示过表达α-synuclein和α-Syn/N可导致乳酸脱氢酶释放增加、细胞活力下降,而过表达α-Syn/delN组没有变化.过表达α-Syn/N增加细胞内氧化应激,改变线粒体形态,降低线粒体膜电势,同时线粒体通透性转运孔开放.上述改变与线粒体心磷脂含量降低有关.并且α-Syn与线粒体膜蛋白,如:电压依赖阴离子通道(VDAC)、腺嘌呤核苷酸转运体(ANT)之间具有相互作用.研究结果表明,过表达α-synuclein氨基末端对线粒体结构功能具有损伤作用,其过表达可能参与了帕金森病脑内神经细胞线粒体的损伤的作用,这可能是帕金森病神经退行性病变的重要机制之一.