美国宾夕法尼亚大学细胞与发育生物学助理教授奥龙·基特勒博士领导的研究小组近日发现，帕金森病在遗传与环境因素之间存在某种联系。他们找到了两种帕金森病相关基因（α-突触核蛋白与PARK9）之间的遗传相互作用，并确定PARK9蛋白可保护细胞免受锰中毒的损害。

锰中毒是一种与帕金森病症状相似的环境风险因子，常见于采矿、焊接及钢铁制造等行业。长期暴露于高浓度锰环境中，会对中枢神经系统产生毒性，引发类似帕金森病的运动障碍和痴呆症状。

在帕金森病患者中，α-突触核蛋白通常在大脑中错误折叠并形成聚集体。基特勒团队利用酵母细胞作为疾病蛋白模型系统，发现α-突触核蛋白高水平表达时也会形成聚集体并导致细胞死亡。

基特勒等人此前已开始寻找能够防止α-突触核蛋白错误折叠所致细胞死亡的基因，并成功鉴定出多个候选基因。动物实验表明，其中一些基因（包括此前未被特征化的酵母基因YOR291W）能够保护神经元免受α-突触核蛋白的毒性作用。

与此同时，欧洲研究人员报告指出，一种早发性帕金森病类型正是由PARK9基因突变所致。基特勒通过对酵母进行筛选，证实酵母中的YOR291W基因与人类PARK9基因高度同源，且具有解除α-突触核蛋白毒性的功能。这一发现表明，帕金森病相关基因能以先前未知的方式相互作用。

由于YOR291W与PARK9的相似性，基特勒等人将其重新命名为YPK9。随后，与普渡大学和阿拉巴马大学的研究人员合作，他们证实PARK9基因也能保护神经元免受α-突触核蛋白的毒性。

进一步研究发现，YPK9编码一种金属转运蛋白，其序列与已知的金属转运蛋白相似。研究人员敲除酵母的YPK9基因后，将其暴露于锌、铜、锰、铁等过量金属中，结果发现，仅在锰存在时，YPK9缺陷型酵母生长受到显著抑制，表明其对锰高度敏感。

此外，YPK9蛋白定位于酵母细胞的液泡膜上。液泡是细胞内的细胞器，负责隔离有毒物质以便进一步处理。据此，研究人员提出假设：液泡如同细胞内的“毒素捕捉袋”，通过吸收锰并将其隔离，从而保护其他细胞器免受损害。PARK9基因突变会导致酵母或人类细胞中液泡的解毒功能出现障碍。