揭秘新生儿缺氧:PINK1 自磷酸化水平调控的神经保护与抗癫痫新机制

【字体: 时间:2025年04月30日 来源:Scientific Reports 3.8

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  新生儿缺氧易引发癫痫,治疗面临诸多难题。滨州医学院研究人员以 PINK1 为靶点,通过 shRNA 干预研究其在新生儿缺氧中的作用。结果显示,减弱 PINK1 自磷酸化可减轻神经元损伤和癫痫发作,为治疗提供新方向。

  在新生儿的世界里,有一种危险悄然潜伏 —— 新生儿缺氧。这可不是一个小问题,它如同隐藏在暗处的 “杀手”,可能导致神经系统受损,让宝宝们面临永久性残疾,甚至失去生命。在发达国家,每 1000 - 2000 个新生儿中就有 1 - 2 个会遭遇这种困境;而在发展中国家,这个比例更是高达 1% - 2% 。更糟糕的是,围产期缺氧还是癫痫的重要诱因,新生儿一旦出现早期惊厥或后期癫痫发作,神经元会遭受进一步的伤害。目前,针对新生儿缺氧引发的癫痫,治疗手段十分有限,常用的抗惊厥药物不仅效果不佳,还可能对宝宝的大脑发育造成损害,因此,深入探索新生儿缺氧的发病机制,寻找新的治疗靶点迫在眉睫。
为了攻克这一难题,滨州医学院的研究人员勇挑重担,开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在 PTEN 诱导激酶 1(PINK1)的活性上,试图揭开它在新生儿缺氧过程中的神秘面纱。研究发现,减弱 PINK1 自磷酸化水平,竟然具有神经保护和抗癫痫的作用!这一重大发现,为新生儿缺氧的治疗开辟了新的道路,就像在黑暗中点亮了一盏明灯。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,引起了科学界的广泛关注。

在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。实验动物选用出生 7 天的 C57BL/6J 小鼠,通过构建缺氧诱导癫痫小鼠模型,模拟新生儿缺氧的场景。利用 shRNA 干扰技术,分别靶向 PINK1 自磷酸化的正调控因子线粒体外膜转位酶 7(TOM7)和负调控因子 m - AAA 蛋白酶 1 同源物(OMA1),改变 PINK1 的活性。同时,采用 Western blotting、免疫组化(Immunohistochemistry)、Fluoro - Jade B(FJB)染色、MitoSOX?检测以及 Morris 水迷宫实验等多种实验技术,从蛋白水平、细胞层面以及动物行为学等多个角度,全面深入地探究 PINK1 活性改变对新生儿缺氧相关症状的影响。

下面让我们详细看看研究结果:

  • 缺氧诱导癫痫时 PINK1 相关蛋白水平增加:研究人员通过 Western blotting 和免疫组化检测发现,与正常对照组相比,缺氧诱导癫痫的小鼠大脑皮层和海马体中,磷酸化的 PINK1、总 PINK1、磷酸化的 Parkin、总 Parkin 以及磷酸化的泛素(P - Ub)水平均显著升高。这表明在缺氧诱导癫痫的过程中,PINK1 相关蛋白被激活,可能参与了后续的病理过程。
  • 缺氧诱导癫痫伴随线粒体自噬、细胞凋亡和神经元损伤增加:Western blotting 结果显示,缺氧组小鼠大脑皮层和海马体中,凋亡相关的活性 caspase - 3 水平上升,而 caspase - 3 水平下降;同时,自噬相关蛋白 P62 水平增加。免疫组化结果也证实,自噬标记物 LC3B 和线粒体标记物 TOMM20 的免疫反应性增强,FJB 染色结果表明神经元损伤明显增加。这些结果说明,缺氧诱导癫痫时,小鼠体内发生了线粒体自噬、细胞凋亡和神经元损伤的增加。
  • 抑制 TOM7 表达减轻缺氧诱导癫痫相关症状:TOM7 作为 PINK1 自磷酸化的正调控因子,抑制其表达后,研究人员发现小鼠大脑皮层和海马体中磷酸化的 PINK1、总 PINK1、总 Parkin、磷酸化的 Parkin 以及 P - Ub 水平均显著降低。同时,线粒体自噬、线粒体氧化应激、细胞凋亡和神经元损伤也得到明显缓解,癫痫发作次数和持续时间减少,学习和记忆能力得到改善。这充分表明,抑制 TOM7 表达能够有效减轻缺氧诱导的癫痫相关症状。
  • 抑制 OMA1 表达加重缺氧诱导癫痫相关症状:OMA1 是 PINK1 自磷酸化的负调控因子,抑制其表达后,小鼠大脑皮层和海马体中总 PINK1、磷酸化的 PINK1、总 Parkin、磷酸化的 Parkin 以及 P - Ub 水平显著升高。线粒体自噬、线粒体氧化应激、细胞凋亡和神经元损伤进一步加重,癫痫发作更加频繁,学习和记忆能力也受到更严重的损害。这说明抑制 OMA1 表达会加剧缺氧诱导的癫痫相关症状。

综合上述研究结果,研究人员得出结论:PINK1 活性在新生儿缺氧诱导的癫痫中起着至关重要的作用。减弱 PINK1 自磷酸化能够减轻线粒体自噬、线粒体氧化应激、神经元损伤和癫痫发作,对新生儿缺氧具有神经保护和抗癫痫的作用。然而,该研究也存在一定的局限性,例如 shRNA 干预是在缺氧前进行的,且 PINK1 自磷酸化机制较为复杂,其磷酸化位点和构象变化等方面还需要进一步深入研究。但即便如此,这项研究仍然为新生儿缺氧的治疗提供了新的潜在策略,让我们看到了未来攻克这一难题的希望。相信在科研人员的不断努力下,新生儿缺氧这一困扰医学界的难题终将会被攻克,为更多的新生儿带来健康和希望。

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