帕金森病(Parkinson's disease, PD)和阿尔茨海默病等神经退行性疾病中,不可逆的神经损伤可能源于氧化应激——即细胞内氧化与抗氧化系统失衡,导致活性氧(ROS)过量产生,进而损伤蛋白质、脂质和DNA。来自美国埃默里大学医学院的研究人员在《生物化学杂志》(Journal of Biological Chemistry)上报道,蛋白质DJ-1在散发性(非遗传性)帕金森病中遭受了氧化性破坏,这为理解90%帕金森病的发病机制提供了关键线索。
DJ-1蛋白的氧化损伤是散发性帕金森病的核心事件。虽然DJ-1的具体功能尚未完全阐明,但此前研究已发现其基因突变可直接导致家族性帕金森病(约占病例的10%)。家族性病例中,基因缺失或点突变导致氨基酸改变,严重破坏蛋白质的结构与功能。然而,占90%的散发性病例病因长期不明,主流理论认为环境毒素暴露是主要诱因,这些毒素可诱发氧化应激。随着年龄增长,氧化应激自然加剧,但毒素诱导的氧化作用可能超出机体抗氧化系统的承受能力。
在明确DJ-1突变与家族性帕金森病的关联后,李博士(Dr. Li)团队分析了散发性病例中DJ-1的氧化水平。他们发现,与家族性病例类似,散发性病例中DJ-1蛋白的结构改变导致其降解和功能丧失。氧化修饰后的DJ-1无法正确折叠,从而失去正常活性。李博士推测,DJ-1可能作为一种蛋白酶,通过水解肽键来激活或抑制其他蛋白质;也可能充当抗氧化剂,直接清除ROS。目前,团队正进一步探索DJ-1的抗氧化功能。
这项研究首次将DJ-1的氧化损伤与散发性帕金森病直接联系起来,为开发靶向DJ-1的新型神经保护药物提供了理论基础。未来,阐明DJ-1的精确功能将有助于设计小分子药物或基因疗法,以恢复其活性或补偿其缺失,从而延缓或阻止神经退行性进程。
参考文献:Li et al. (2023). Oxidative damage of DJ-1 protein in sporadic Parkinson's disease. Journal of Biological Chemistry.