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综述:重新思考帕金森病:蛋白质稳态网络和自噬在疾病进展中的作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Molecular and Cellular Neuroscience 2.6
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这篇综述深入探讨了蛋白质稳态(proteostasis)失衡在帕金森病(PD)中的核心作用,聚焦α-突触核蛋白(α-syn)异常聚集及其通过蛋白质翻译后修饰(PTMs)、分子伴侣、未折叠蛋白反应(UPR)、泛素-蛋白酶体系统(UPS)和自噬-溶酶体途径(ALP)的清除机制。文章系统评估了靶向多通路协同调控的潜在治疗策略,为开发延缓PD进展的整合疗法提供了新方向。
蛋白质稳态失衡是帕金森病(PD)等年龄相关神经退行性疾病(NDDs)的核心特征。PD以黑质致密部(SNpc)多巴胺能神经元退化和路易小体(主要成分为错误折叠的α-syn)形成为病理标志。研究表明,应激条件下细胞蛋白质平衡破坏会触发毒性蛋白聚集体形成。功能性蛋白质稳态依赖PTMs、分子伴侣、UPR、UPS和ALP等协同机制,这些网络共同调控α-syn等蛋白的合成、折叠与降解。增强溶酶体功能、促进自噬和调节UPR等策略显示出治疗潜力,而理解这些通路的复杂互作对开发有效疗法至关重要。
到2050年,年龄相关疾病发病率将显著上升,但迄今尚无能阻断PD进展的疗法。作为第二大NDD,PD主要影响65岁以上人群(发病率4-5%),其特征为运动障碍和SNpc多巴胺能神经元丢失。病理状态下,可溶性α-syn通过β-片层相互作用形成淀粉样结构,导致神经元死亡。PD发病涉及衰老、遗传(如SNCA、LRRK2、GBA基因突变)和环境因素交互作用,其中SNCA突变导致α-syn过表达和清除系统超载,GBA突变损害溶酶体功能,PINK1/PARKIN突变则破坏线粒体质量控制(MQC)。
蛋白质稳态网络通过调控蛋白质合成、折叠和降解维持细胞健康。哺乳动物细胞中,UPS选择性降解短寿命调节蛋白,而ALP负责清除聚集倾向蛋白。PD中氧化应激和线粒体功能障碍会压倒蛋白酶体清除能力,同时加剧神经炎症反应。
α-syn的PTMs(如磷酸化、泛素化)与其病理形态密切相关。例如,Ser129位点磷酸化促进α-syn纤维形成,而N端乙酰化调节其膜结合能力。这些修饰动态调控蛋白质相互作用和聚集倾向。
HSP70和DNAJB6等分子伴侣能抑制α-syn寡聚化。热休克因子1(HSF1)激活剂可增强伴侣表达,减轻PD模型中的蛋白毒性。值得注意的是,小分子伴侣类似物如PBT2已进入临床试验。
内质网应激通过PERK、IRE1和ATF6三条通路启动UPR。PD患者脑部显示PERK通路持续激活,而小分子抑制剂如ISRIB可恢复翻译调控,保护神经元。
小胶质细胞激活释放的TNF-α和IL-1β会抑制蛋白酶体活性,形成α-syn聚集→炎症→蛋白质稳态破坏的恶性循环。靶向NLRP3炎症小体的药物显示出打破此循环的潜力。
mTORC1是自噬关键负调控因子,雷帕霉素及其衍生物通过抑制mTORC1增强自噬流。新研究发现,间歇性给药方案可避免长期抑制导致的溶酶体功能障碍。
单细胞蛋白质组学揭示了PD患者神经元亚群的特异性蛋白质稳态缺陷,CRISPR筛选则鉴定出VPS35等新的调控基因。这些技术为精准治疗提供靶点。
整合PTMs调控、伴侣辅助折叠、UPR平衡和自噬激活的多靶点策略,如联合使用mTOR抑制剂与溶酶体酸度调节剂,可能是阻断PD进展的关键。未来需开发能穿透血脑屏障的小分子药物和基因疗法。
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