PINK1调节线粒体介导自噬的信号通路及与凋亡的关系

PINK1是与线粒体直接相关的帕金森病（PD）致病基因。自噬在PD中起重要作用。到目前为止，关于PINK1基因受损介导线粒体损伤过程是否诱发自噬？其可能的机制是什么？如果致线粒体自噬，对细胞存活或凋亡作用如何？可否延缓PD发病？尚无相关报道。本课题组发现PINK1基因消减后线粒体受损，并可上调Beclin1诱发自噬。据此我们推测PINK1可通过致线粒体分裂/融合失常[文献33]或调节Bcl-2与Beclin1的作用引发自噬，此过程的早期可能代偿性保护细胞，晚期激活凋亡通路引起细胞死亡。本课题将通过PINK1基因的突变、消减及过表达，检测PINK1致线粒体分裂/融合失常与自噬的关系、其信号通路及作用分子；确定PINK1与线粒体自噬或凋亡的共同分子Bcl-2的作用关系，最终明确PINK1对线粒体介导的自噬和/或凋亡的时相关系，寻找参与作用的分子，为帕金森病机制及其药物作用靶点研究提供依据。

PINK1是与线粒体直接相关的帕金森病(PD)致病基因。自噬在PD中起重要作用。到目前为止，关于PINK1基因受损介导线粒体损伤过程是否诱发自噬及其机制尚无相关报道。本课题全面实现了课题的总体目标，已保质保量的完成了课题的计划指标，通过目前的实验已经验证了本课题的学术假说。本课题研究发现：①应用PINK1基因沉默(PINK1-)/恢复(PINK1+)、突变(G309D)的多巴胺能细胞(MN9D)模型以及相应小鼠模型，通过Western-blot方法检测不同组别中LC3-I向LC3-II的转换；激光共聚焦显微镜观察自噬体的形成及GFP-LC3的自噬体荧光强度；初步确定PINK1基因的缺失、突变可引起自噬，并且目前在世界上首次发现PP2A活力降低参与PINK1干扰介导的自噬形成；明确PINK1干扰促发的自噬引起Beclin1与Bcl-2解离，且PINK1干扰后，自噬发生早于凋亡引发； ②应用鱼藤酮诱导的PD小鼠模型，明确PINK1过表达可通过下调PP2A活力保护鱼藤酮致小鼠黑质损伤，提示PP2A在PINK1介导的神经保护作用中起重要作用。③ alpha-Syn是另一个与线粒体相关的帕金森病(PD)致病基因，应用Co-IP、GST pull down技术，发现PINK1与alpha-Syn存在相互作用，通过Western-blot方法检测p-PP2A水平，发现alpha-Syn过表达可降低PP2A活力(p-PP2A水平增高)；④ 应用腺相关病毒介导的过表达alpha-Syn基因的SD大鼠模型，发现过表达alpha-Syn可致线粒体空泡化及功能障碍，同时可引起线粒体自噬；⑤ DJ-1同样是与线粒体相关的帕金森病(PD)致病基因，应用鱼藤酮诱导的多巴胺能细胞(MN9D)模型以及相应PD大鼠模型，发现过表达DJ-1也参与自噬凋亡的调控。因此，本研究结果在国际上首次证明PINK1干扰可通过下调PP2A活力，促发自噬，进一步明确了PINK1通过自噬保护多巴胺能神经元损伤的机制，为PD防治提供了潜在的药物作用靶点。