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帕金森病（PD）病因未明，DJ-1 与 PD 关联密切但相关小分子研究少。研究人员筛选调控 DJ-1 的小分子，发现 URB597 可下调其表达，使神经元更易受氧化损伤，诱导小鼠神经退行性变。这为 PD 治疗提供新思路。
帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是一种常见的中枢神经系统退行性疾病，给患者及其家庭带来沉重负担。其主要特征是黑质致密部多巴胺能神经元进行性丢失和路易小体形成，导致患者出现静止性震颤、肌肉僵硬、运动迟缓等运动症状，还常伴有嗅觉减退、睡眠障碍、认知下降等非运动症状，严重影响生活质量。尽管科研人员不断探索，但 PD 的确切病因和发病机制仍未完全明确，氧化应激、线粒体功能障碍、蛋白质错误折叠和炎症反应等多种因素都被认为与 PD 的发生发展有关。
在众多与 PD 相关的研究中，DJ-1 蛋白逐渐受到关注。它由 PARK7 基因编码，是一种多功能细胞保护因子，参与抗氧化防御、线粒体功能维持、基因表达调控和蛋白质质量控制等重要细胞过程。研究表明，DJ-1 能通过清除活性氧（ROS）、调节抗氧化酶表达和稳定线粒体膜电位等方式保护神经元免受氧化损伤。而且，DJ-1 基因的突变或缺失与常染色体隐性早发性 PD 密切相关。然而，目前关于调节 DJ-1 表达和功能的小分子化合物的研究还比较有限。
为了深入了解 DJ-1 的功能和调控机制，寻找治疗 PD 的新靶点和新策略，吉林大学的研究人员开展了一系列研究，并将成果发表在《Experimental Cell Research》上。
研究人员运用了多种关键技术方法。通过虚拟筛选（virtual screening）从 811 种血脑屏障通透性小分子库中寻找与 DJ-1 结合的分子；利用分子动力学模拟（molecular dynamics simulation）进一步优化对接复合物；采用 Western blotting 检测蛋白表达水平；运用免疫组化（immunohistochemistry）技术对酪氨酸羟化酶（TH）进行染色，观察多巴胺能神经元的变化；通过行为学评估来检测小鼠的运动功能；还借助生物信息学分析（bioinformatics analysis）探究基因表达和信号通路的改变。
在研究结果方面：
- MPTP 处理降低小鼠脑内 DJ-1 蛋白水平：研究人员给 3 个月大的小鼠腹腔注射 MPTP（20mg/kg）连续 7 天建立 PD 小鼠模型。结果发现，MPTP 处理组小鼠体重在给药期间下降，之后逐渐恢复，而对照组体重稳定。行为学测试显示，MPTP 处理的小鼠在杆测试（T-turn）中下降时间显著延长，尾悬测试中挣扎时间显著减少。Western blot 分析表明，MPTP 处理后小鼠脑组织中 DJ-1 蛋白水平显著降低，这表明 MPTP 可能通过下调 DJ-1 蛋白水平影响小鼠行为表现。
- URB597 下调 SH-SY5Y 细胞中 DJ-1 蛋白水平：虚拟筛选发现 342 种化合物能与 DJ-1 稳定结合，URB597（一种脂肪酸酰胺水解酶（FAAH）的选择性抑制剂）结合能为 - 7.9kcal/mol。分子动力学模拟显示，URB597 与 DJ-1 形成氢键和 π- 烷基相互作用等稳定结合。实验证实，10μM URB597 或 20μM 8RK64 处理 SH-SY5Y 细胞后，DJ-1 蛋白水平显著降低。
- URB597 影响氧化应激条件下 SH-SY5Y 细胞的活力和凋亡：在正常条件下，URB597 对 SH-SY5Y 细胞活力和凋亡影响较小。但在氧化应激（200μM H?O?）条件下，URB597 处理使细胞活力从 52% 降至 40%，凋亡从 47% 增至 59%，且线粒体膜电位显著升高，这表明 DJ-1 在细胞应对氧化应激中起关键作用。
- URB597 降低小鼠纹状体中 DJ-1 蛋白水平：给小鼠腹腔注射 URB597（1mg/kg/day）10 天，发现其对小鼠整体体重影响不显著，但能显著降低纹状体中 DJ-1 蛋白水平，而对全脑 DJ-1 蛋白水平影响不明显。
- URB597 诱导小鼠神经退行性变：行为学测试表明，URB597 处理的小鼠在悬丝测试中掉落潜伏期显著缩短，握力测试中释放力比显著降低，爬杆测试中转身和攀爬时间显著延长。免疫组化分析显示，URB597 处理小鼠的黑质致密部（SNpc）TH 阳性神经元数量显著减少，这表明 URB597 损害小鼠运动功能并诱导神经退行性变。
- URB597 对基因表达和信号通路的影响：对 URB597 处理和 PBS 处理的小鼠纹状体进行基因表达分析，发现 418 个差异表达基因（DEGs）。基因本体（GO）富集分析表明，URB597 处理与蛋白质乙酰化相关的生物过程有关。京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析显示，MAPK 通路显著富集，且 MAPK 通路基因与 DJ-1 可能存在相互作用，但与 FAAH 无明显相互作用。
研究结论和讨论部分指出，本研究首次发现 URB597 是 DJ-1 的新型小分子调节剂，且不依赖其 FAAH 抑制活性。URB597 下调 SH-SY5Y 细胞中 DJ-1 表达，使神经元更易受氧化应激影响。在体内，URB597 处理的小鼠出现运动障碍和多巴胺能神经元变性，凸显了 DJ-1 在神经元存活中的关键作用，也揭示了 URB597 潜在的神经毒性风险。这一研究为开发 DJ-1 选择性调节剂提供了理论依据，强调了在神经退行性疾病治疗策略中谨慎评估氧化还原调节靶点的重要性。不过，该研究也存在一些局限性，如缺乏 URB597-DJ-1 复合物的高分辨率晶体结构来验证相互作用，URB597 调节 DJ-1 表达的分子机制尚不明确，所用 URB597 剂量较高，对其他信号通路的影响也未深入探究等，未来还需要更多研究加以完善 。
