转录因子Pitx3调节BDNF和GDNF表达的机制及其对帕金森病的实验性治疗

帕金森病(PD)是发病率居第二位的重大神经退行性疾病，该病主要是中脑多巴胺(DA)神经元退行性病变所导致，目前尚无能阻止疾病进程和发展的治疗方法。我们及他人的前期研究证明转录因子Pitx3在多巴胺神经元发育中起着非常重要的作用，Pitx3缺失的小鼠中脑黑质DA神经元选择性地丢失，与PD病人中DA神经元丢失的模式非常相似；最新的研究表明Pitx3变异体是PD发病的危险因子。此外，我们首次发现Pitx3能上调对中脑DA神经元存活起重要作用的脑源性神经营养因子（BDNF）和胶质源性神经生长因子（GDNF）的表达，表明Pitx3是一个潜在的治疗PD的靶点。本项目计划进一步研究Pitx3调节BDNF和GDNF表达的分子机制；并通过对大鼠PD模型移植可调控Pitx3表达的干细胞进行实验性治疗，研究结果将明确Pitx3在DA神经元分化、变性与PD发病中的作用机制以及该基因在PD治疗上的应用前景。

我们及他人的前期研究证明转录因子Pitx3在多巴胺神经元发育中起着非常重要的作用，最新研究则表明Pitx3变异体是PD发病的危险因子，本研究旨在探索Pitx3在多巴胺神经元分化、变性中的作用，同时评估该基因在PD治疗上的应用前景。. 我们研究结果首次阐述了Pitx3、BDNF、GDNF的网络调控关系，发现Pitx3通过与BDNF启动子区域的两个保守的转录因子结合位点相结合，直接上调BDNF的表达；首次发现GDNF能通过NF-κB信号途径诱导Pitx3的表达，而且GDNF也能促进BDNF在转录水平和蛋白水平的表达，这种促进作用是依赖于Pitx3的。我们进一步的研究发现，GDNF挽救6-OHDA造成的多巴胺能神经元的死亡也必须依赖于Pitx3，而BDNF则可以在不依赖于Pitx3的情况下挽救Pitx3缺失造成的多巴胺的死亡。. 此外，我们利用已经建立的Geneswitch平台，检测了不同时间点表达的Pitx3对胚胎干细胞向多巴胺神经元分化的作用，结果提示了Pitx3在多巴胺神经元分化过程中起到重要的调节作用。综上，Pitx3作为关键的中间调节蛋白，介导了GDNF和BDNF对中脑多巴胺能神经元保护的分子机制及其在多巴胺能神经元发育过程中的功能。本研究首次详细阐明了GDNF通过Pitx3调节BDNF进而保护多巴胺能神经元的分子机制，并揭示了Pitx3在这个过程中的中间调节者的重要作用。这对于帕金森病及相关的神经退行性疾病的基因治疗提供了重要的分子生物学依据。. 同时，我们利用收集到的临床cDNA样本，检测结果显示PD患者外周血淋巴细胞中Pitx3基因表达水平明显低于与之匹配的健康对照。结果进一步确定了Pitx3在PD发病中的重要作用，同时提示外周血淋巴细胞内Pitx3 mRNA水平可能是PD有效的生物学标记。. 我们顺利完成了本项目的各项研究内容，研究结果首次全面阐述Pitx3、BDNF、GDNF的作用网络及Pitx3在PD诊断和治疗中的作用前景，并发表SCI论文11篇，申请专利2项，专利授权1项。