a-Synuclein phosphorylation plays a key role in the pathogenesis of Parkinson's disease (PD). However, it is unclear which kinase(s) control the a-synuclein phosphorylation in PD. In our previous studies, we found polo-like kinases(PLKs), a specific a-synuclein phosphorylation related kinase family, significantly increased in PD brains compared with controls; moreover, the increased PLKs were positively correlated with the hyperphosphorylation of a-synuclein over the course of PD. Therefore, we propose that changing the levels and/or kinase activity of PLKs could effectively regulate a-synuclein phosphorylation, and further protect neurons. In this project, the levels or kinase activity of PLKs would be changed by transfection or administration of PLKs inhibitors, phosphorylation of a-synuclein and cell viability would be assessed among different groups; then the interaction between PLKs and a-synuclein in neurons would be investigated; furthermore, a-synuclein phosphorylation related down-stream pathways would be analyzed among different PLK groups; finally, the effects of different PLK members induced phosphorylated a-synuclein to dopaminergic neuron in mouse model would be determined to figure out the roles of PLKs in the pathogenesis of PD and may open a new way to develop therapeutic strategy for PD.
a-突触核蛋白磷酸化在帕金森病(PD)发病机制中发挥重要作用。然而,PD 中主要调控a-突触核蛋白磷酸化的关键激酶尚不明确。我们前期研究发现PD患者脑区a-突触核蛋白磷酸化特异性激酶polo-like kinases(PLKs)表达水平异常升高,且其与a-突触核蛋白的过度磷酸化水平呈正相关。因此,我们推测PLKs在PD中对a-突触核蛋白磷酸化起重要调控作用,调节PLKs水平/活性可以有效调控a-突触核蛋白磷酸化水平,进而对神经元起到保护作用。本研究将通过调节PLKs的表达水平或激酶活性,检测PLKs对a-突触核蛋白磷酸化水平及细胞活力的影响,研究PLKs与a-突触核蛋白之间的相互作用,比较不同PLKs对a-突触核蛋白磷酸化及其下游通路的影响,分析不同PLKs生成的磷酸化a-突触核蛋白对小鼠多巴胺能神经元的影响,进而探讨PLKs在PD发病机制中的作用,为PD防治的新药开发提供理论依据。
a-突触核蛋白异常磷酸化可能在PD发病机制发挥重要作用。a-突触核蛋白磷酸化主要通过特异性激酶调节实现。我们的前期研究发现PD患者病变脑区的a-突触核蛋白磷酸化特异性激酶polo-like kinases(PLKs)异常升高,且其水平并与a-突触核蛋白的过度磷酸化水平呈正相关。因此,我们推测有效调节PLKs水平/活性进而调节a-突触核蛋白磷酸化水平可对多巴胺能神经元起保护作用。本研究通过在SH-SY5Y细胞中转染pcDNA3.1a-突触核蛋白粒构建PD细胞模型;进而共转染PLKs质粒,发现了外源性PLK2及PLK3激酶对稳定过表达a-突触核蛋白的细胞系活力有不同影响,同时发现外源性PLK2及PLK3能明显调节a-突触核蛋白的磷酸化水平。体外孵育PLK2/PLK3及a-突触核蛋白后生成磷酸化a-突触核蛋白立体定位注射至C57/BL小鼠纹状体,可导致小鼠黑质神经元细胞显著死亡,证实了过度磷酸化a-突触核蛋白的神经毒性作用。此后利用比较蛋白质组学质谱分析法发现在双重过表达PLK2-a-突触核蛋白,PLK3-a-突触核蛋白及单独过表达a-突触核蛋白的各组间有11种差异表达蛋白,进一步筛选其中有3种为候选蛋白进行进一步验证与功能研究。本研究有望阐明PLK2/PLK3-phopho-a-突触核蛋白这一信号通路在帕金森病发病机制中的作用,并寻找这一通路的关键蛋白作为帕金森病的潜在治疗靶标。
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数据更新时间:2023-05-31
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