sPINK1抑制泛素依赖蛋白酶体的活性损伤神经元

摘要

目的PINK1有线粒体膜定位的fPINK1和胞浆分布的sPINK1,2种PINK1在老年人、阿尔茨海默病患者脑内的神经元均显著增加,它们都能够磷酸化泛素Ser65位点。fPINK1通过磷酸化泛素诱导线粒体自噬,发挥神经保护作用,而sPINK1的作用尚不清楚。本文揭示sPINK1在神经元中的作用及机制。方法通过噬神经元的腺相关病毒(AAV)在小鼠海马CA1神经元,分别过表达GFP、sPINK1和sPINK1及S65A突变的泛素(Ub/S65A,不能被磷酸化的泛素)和Ub/S65E(模拟磷酸化的泛素),通过分析小鼠神经行为、形态和生化等变化,揭示sPINK1的作用,并在蛋白质水平分析sPINK1的作用机制。结果过表达sPINK1可损伤小鼠海马依赖的学习记忆功能,导致神经元损伤,包括线粒体肿胀、神经突起发生退行性变化和突触减少,以及神经元内的蛋白质聚集增加、星形胶质细胞和小胶质细胞反应性激活。sPINK1的作用能够被Ub/S65A抑制,而Ub/S65E能够模拟sPINK1的作用。在蛋白质水平,泛素化的GFP能够被纯化的蛋白酶体降解;而泛素被sPINK1磷酸化后,GFP被蛋白酶体降解的速率显著降低。结论sPINK1可通过磷酸化泛素,抑制泛素依赖的蛋白质降解,损伤神经元。