从α-突触核蛋白角度看帕金森综合征

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一 路易小体

路易小体是有神经微丝、微管蛋白、α-突触核蛋白、泛素组成的嗜酸性包涵体。主要成为α-突触核蛋白,具有细胞间转染的特点。除见于PD,还可见于DLB,PICK CBD,Amygdala、Tau蛋白病,MSA 、AD。

二 α-突触核蛋白

α-突触核蛋白,有143个氨基酸组成的蛋白质,存在于多种细胞中,甚至于红细胞中都有存在,神经元的突触前末端,神经胶质细胞。生理状态的α-突触核蛋白为无序单体,病理状态的突触核蛋白为单体在病理性的聚合状态,即毒性α-突触核蛋白。生理状态突触核蛋白包括包括α-突触核蛋白(α-syn)、β-突触核蛋白(β-syn)和γ- 突触核蛋白(γ-syn)三种类型。α-突触核蛋白单体由三部分组成:氨基端:4个不完全重复序列的区域,是家族性PD基因突变的好发部位;羧基端:疏水性最强的的区域,35个氨基酸残基序列,包含两个不完全重复的序列,具有很强的β折叠趋向,这些趋向是某些位点的突变后是突触核蛋白单体之间聚集的重要原因,β-突触核蛋白(β-syn)不含有羟基端没有β折叠趋向是人体的保护性突触核蛋白:NAC:区富含带负电荷的酸性氨基酸,可以和重金属结合发生聚集。

α-synuclein的生理作用:具有双向调节作用,包括胞吐胞饮作用。生理的过表达及内源性α-突触核蛋白具有加速的作用,研究人员把α-突触核蛋白与包涵体结合后促进递质释放的过程形象地描述为“kiss and run”(接触然后传达),它既促进递质的排放也促进吸收。而过度聚集的α-突触核蛋白导致突触囊泡选择性功能缺陷:回吸收正常但分泌障碍,结果导致多巴胺等神经递质释放的减少。(doi:10.1038/nn.4529.)同时有研究发现毒性α-synuclein加快了PTau的形成,进而影响脑老化过程。

α-突触核蛋白体外研究发现不稳定的病理性性α-突触核蛋白由单体聚集为单聚体并成为稳定状态的中间体、中间体寡聚物、 α-syn纤维核直至形成α-syn纤维性聚集需要长达100h的漫长过程,这个过程需要消耗很多的能量才能得以完成。如果这个过程发生在体内,机体对这些过程中的异常结构蛋白不会不产生免疫反应。

不同的α-突触核蛋白病的表现不同与细胞环境相关。因为细胞环境赋予α-突触核蛋白病中不同的病理学特征的-突触核蛋白菌株。可能PD、PDD、DLB以及AD患者体内的α-突触核蛋白的菌株和MSA不同,前者发生于神经元细胞内而后者发生于胶质细胞,并且后者突触核蛋白聚合紧密度更强,试验中需要PD1000倍的蛋白激酶才能解构,并且需要的时间也更长。意味着一旦PD相关的α-突触核蛋白病如果在治疗方有所突破,是否MSA的患者会有受益可能还很说,在已经有实验曾经选择利福平随机双盲观察其对MSA的疗效,结果是阴性的。

三 α-突触核蛋白病(重点部分

形态表现:氨基端:基因突变的好发部位,与家族性PD有关;羧基端:疏水性最强的的区域,是聚集发生的关键区域,如果没有这个区域就不会发生聚集,也不具有很强的β折叠趋向。NAC区:大量的负电荷对聚集有很好的抑制作用,但是 ,重金属结合后容易发生聚集。

聚集的促进因素:高温、酸性环境;鱼藤酮、百草枯、DDC等农药;重金属:铝铁锌铜钙锰锡铂等,镁除外;络氨酸激酶 蛋白激酶的抑制剂;细胞色素c和过氧化氢;Β淀粉样蛋白、载脂蛋白E;氧化和过氧化以及硝化。

聚集的抑制因素:DA;细胞膜磷脂尤其酸性磷脂比较高;β-突触核蛋白(β-syn);热休克蛋白;利福平、黄芩素、格尔德霉素、链霉素     免疫治疗、阿司匹林、GLP-1(胰高血糖素样肽-1)受体激动剂、尼洛替尼等。

预防:远离杀虫剂;预防重金属中毒 铁螯合剂;饮食调整;免疫治疗;其它。

既然温度、环境对PD产生影响,了解一下全世界和我国PD流行现状非常有必要

四 试验研究现状

免疫治疗:纳入40人健康对照组和PD病人,每组20人,分别注射不同剂量的α-突触核蛋白抗体,观察目标血清α-突触核蛋白含量和α-突触核蛋白抗体的半衰期。实验证明注射1小时血清α-突触核蛋白水平开始下降,过程中无不良反应,临床症状改善。

实验发现PD患者存在T细胞识别异常,主要为辅助T27细胞,对毒性的突出核蛋白携带的神经元进行攻击进而导致神经元的坏死。毒性的α-突触核蛋白的存在也会导致神经胶质细胞尤其小胶质细胞(大量)产生功能异常,后者是是脑内重要的免洗清除细胞,参与突触核蛋白的免疫应答,同时也会发生炎症反应。这也是目前有关抗生素以及免疫治疗进行的依据。

另外有报道抗肿瘤药物尼洛替尼通过抑制高水平络氨酸激酶活性也可以抑制突触核蛋白的聚集。GLP-1受体激动剂也有报道可以抑制线粒体聚集,但是机制众说不一。可能的机制包括通过代谢的调节对脑老化的预防,还包括G蛋白激酶所特有的第二信使作用调节细胞的功能。

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