帕金森病是一种常见的神经退行性疾病,主要影响中老年人,其特征是黑质多巴胺能神经元的进行性丧失,导致运动症状如震颤、僵硬、运动迟缓和姿势不稳。近期,约翰霍普金斯大学的研究团队在《Science》杂志上发表了一项突破性研究,揭示了帕金森病中脑细胞死亡的关键机制——Parthanatos通路,并发现PARP抑制剂可能成为治疗该疾病的新策略。
研究团队以小鼠为模型,发现错误折叠的α-突触核蛋白(α-synuclein)在神经元内聚集,激活PARP1蛋白,进而启动Parthanatos程序性细胞死亡通路。Parthanatos是一种不同于凋亡和坏死性凋亡的细胞死亡形式,其核心是PARP1过度激活导致多聚ADP核糖(PAR)大量生成,PAR与α-突触核蛋白结合,形成更具毒性的聚集体,加速神经元死亡。
实验中,研究人员用预先形成的α-突触核蛋白团块处理小鼠脑细胞,观察到PARP1被激活。随后,他们使用三种PARP抑制剂(维利帕尼、鲁卡帕尼和他拉唑帕尼)处理细胞,发现这些药物能有效保护脑细胞免受死亡。在活体小鼠实验中,将α-突触核蛋白团块注射到正常小鼠大脑中,小鼠出现运动功能障碍;而PARP基因敲除小鼠或接受PARP抑制剂治疗的小鼠则未表现出明显症状。
进一步研究表明,PAR与α-突触核蛋白的组合使用使脑细胞死亡速率比单独使用α-突触核蛋白快25倍。在人类帕金森病患者中,脑脊髓液中的PAR浓度约为健康人的两倍,提示PAR水平与疾病进展相关。
该研究为帕金森病的治疗提供了新靶点,PARP抑制剂作为已获批用于癌症治疗的药物,有望被重新用于帕金森病的临床试验。研究团队强调,仍需更多研究验证这些发现,但初步结果令人鼓舞。
参考文献:
Tae-In Kam, Xiaobo Mao, Hyejin Park, et al. Poly(ADP-ribose) drives pathologic α-synuclein neurodegeneration in Parkinson's disease. Science, 02 Nov 2018, 362(6414):eaat8407. doi:10.1126/science.aat8407.
Patrik Brundin, Richard Wyse. Cancer enzyme affects Parkinson's disease. Science, 02 Nov 2018, 362(6414):521-522. doi:10.1126/science.aav3986.