帕金森病和癌癥相關(guān)蛋白DJ-1在自噬和線粒體的功能研究.pdf

1、帕金森病(Parkinson's Disease，PD)，是世界上最為常見的神經(jīng)退行性疾病之一，其發(fā)病率和年齡呈顯著正相關(guān)，60歲以上人群發(fā)病率約為1％，而85歲以上人群其發(fā)病率激增到3％左右。帕金森病的主要病理特征有兩點，一是在中腦黑質(zhì)致密部的多巴胺能神經(jīng)元的選擇性死亡，二是在存活的神經(jīng)元中存在“路易小體”的病理性聚集。該病的臨床特征表現(xiàn)為肌肉僵直、靜止性震顫、運動障礙以及記憶力減退等，嚴重影響中老年人群的身心健康和生活質(zhì)量，并給家庭

2、和社會帶來沉重的負擔(dān)。大部分帕金森病人屬于散發(fā)型帕金森病。在過去的十幾年中，陸續(xù)有十幾種致病基因被鑒定出和家族型帕金森病相關(guān)。流行病學(xué)統(tǒng)計，大約10-15％的帕金森病屬于家族遺傳型帕金森病。帕金森病相關(guān)基因突變或者缺失引起蛋白功能異常而導(dǎo)致發(fā)病，突出表現(xiàn)為發(fā)病年齡較早。帕金森病的具體的發(fā)病機制目前尚未明確，但分子生物學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激、線粒體功能紊亂以及蛋白酶體損傷等是散發(fā)型和家族型帕金森病潛在的共有的發(fā)病機制。
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3、03年發(fā)現(xiàn)DJ-1與帕金森病相關(guān)，DJ-1的缺失或者166位亮氨酸突變?yōu)楦彼岱謩e導(dǎo)致荷蘭和意大利的兩個家族型帕金森病。隨后DJ-1其他的一些點突變包括A104T、M26I、D149A和E64D或者缺失突變在其他早發(fā)型帕金森病人中被鑒定出來。DJ-1相關(guān)的帕金森病人占總的早發(fā)型帕金森病人的大約1-2％。DJ-1是一個功能多樣并且高度保守的蛋白。DJ-1能抵抗氧化應(yīng)激、調(diào)控信號通路、調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄以及具有分子伴侶功能。DJ-1在線粒體有少量

4、分布，而且其病理突變體更傾向于定位在線粒體。DJ-1和其突變體在氧化應(yīng)激下都向線粒體遷移富集。而有文獻報道線粒體定位的DJ-1比正常分布或核分布的DJ-1具有更強的細胞保護功能。另外，傳統(tǒng)觀點認為L166P是野生型DJ-1的“失去功能”突變，但最近很多研究發(fā)現(xiàn)，過表達L166P會導(dǎo)致細胞對氧化損傷更加敏感，提示L166P在線粒體有毒性作用。但DJ-1和L166P在線粒體的具體的作用機制并不清楚。
　　 DJ-1也是一種原癌基因蛋

5、白，其高表達與肺癌、乳腺癌、前列腺癌以及卵巢癌緊密相關(guān)。在DJ-1相關(guān)的腫瘤中，自噬水平和自噬相關(guān)蛋白Beclin1的水平比正常組織或鄰近組織都是下調(diào)的。很多原癌基因蛋白被報道可以抑制自噬水平，DJ-1可能通過調(diào)控自噬在腫瘤發(fā)生過程中發(fā)揮作用。但到目前為止，DJ-1的功能以及其在帕金森病和相關(guān)癌癥發(fā)病過程中所發(fā)揮的作用還不完全清楚。DJ-1在腫瘤細胞中的作用以及對腫瘤發(fā)生的調(diào)控，以及野生型DJ-1及帕金森病致病突變體L166P在線粒體的

6、功能是我們關(guān)注的重點。
　　 我們目前主要的發(fā)現(xiàn)包括：
　　 (一)在DJ-1相關(guān)的腫瘤細胞H1299中發(fā)現(xiàn)，沉默DJ-1的表達能促使自噬標記蛋白LC3由LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ的轉(zhuǎn)換，而LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ的切割修飾對自噬體的形成是必不可少的，提示DJ-1在腫瘤發(fā)生中的作用可能跟自噬調(diào)控有關(guān)。進一步的研究表明，沉默DJ-1導(dǎo)致JNK通路激活促使自噬相關(guān)蛋白Beclin1的轉(zhuǎn)錄上調(diào)而激活自噬，以及自噬底物p62的降解。用

7、JNK的抑制劑SP600125預(yù)處理H1299細胞會阻斷DJ-1對Beclin1的轉(zhuǎn)錄調(diào)控及對自噬的調(diào)控。證明DJ-1通過JNK/Beclin1通路調(diào)控自噬。另外在細胞饑餓處理下，沉默DJ-1促進自噬型細胞死亡。而在神經(jīng)瘤細胞SH-SY5Y中沉默DJ-1并沒有發(fā)現(xiàn)自噬水平的改變。這一發(fā)現(xiàn)為我們更好的了解DJ-1在腫瘤中的作用機制，尋求治療腫瘤方法提供了提供了新的思路。
　　 (二)免疫細胞化學(xué)染色和線粒體組分分離證實小部分的野生

8、型DJ-1、大部分的DJ-1(L166P)定位在線粒體，體外結(jié)合實驗發(fā)現(xiàn)DJ-1和DJ-1(L166P)都直接作用于線粒體相關(guān)蛋白Bcl-XL而非Bcl2和Bax，而在細胞中只有DJ-1(L166P)和Bcl-XL有弱結(jié)合作用。UV輻射處理細胞后發(fā)現(xiàn)DJ-1和DJ-1(L166P)都向線粒體遷移并富集在此，有趣的是UV極大地促進DJ-1、DJ-1(L166P)和Bcl-XL之間的結(jié)合。在UV刺激下，野生型DJ-1減緩Bcl-XL通過蛋白