导致帕金森疾病的α-突触核蛋白的聚集因素有哪些

帕金森病是一种常见的神经退行性疾病,形成路易体是帕金森典型的病理改变,而α-突触核蛋白是路易体的主要组成部分,其异常的可溶性低聚物构象,也称为淀粉样纤维化,可以影响帕金森的发病机制。α-突触核蛋白的活性聚集体可以模拟帕金森动物模型,用来助力帕金森动物模型的研究。

α-突触核蛋白(α-syn)在大脑中异常积累与许多神经退行性疾病,如帕金森病(PD)和PD痴呆(PDD)、Lewy体痴呆(DLB)和多系统萎缩(MSA)是与相关的。这些疾病被统称为“α-突触核蛋白病”,它们既有明显的重叠,又有各自的特征。PD为一种最常见的α-突触核蛋白病,临床特征为即运动迟缓、肌肉僵直、静止性震颤、姿势步态障碍,以及非运动特征,包括认知障碍、自主神经功能障碍和快速眼动(REM)睡眠行为障碍(RBD)。α-突触核蛋白聚集与路易小体的形成及多巴胺神经元的死亡密切相关,α-突触核蛋白的聚集过程及促进其聚集的因素如下:

1、α-突触核蛋白的聚集过程

α-突触核蛋白聚集过程在体外实验中呈现出成核依赖的特点,主要分为以下3个阶段:

(1)迟滞期,又称为缓慢成核期,这一期蛋白质经历一系列热动力学逆相步骤,形成有序的寡聚体核。

(2)延伸期,又为快速聚集期,有序的寡聚体核迅速聚集变大形成大的多聚体。

(3)稳定期,有序的α-突触核蛋白聚集体与单体似乎处于一种动态平衡。

2、促进α-突触核蛋白的聚集因素

(1)酸性环境与温度

在体外聚集试验中发现,溶液的PH降低、温度增高都会加速α-突触核蛋白的聚集。氢离子浓度对α-突触核蛋白细丝化的动力学有明显影响,表现为PH值降低导致迟滞期缩短并增加细丝化率。这主要是由于低P值减少了α-突触核蛋白的负电荷,减少了分子内的电荷排斥作用,使疏水区相互作用增加,更易形成部分折叠的构象改变。

温度升高可刺激α-突触核蛋白聚集过程,但其产生的细丝形态上与生理温度下形成的细丝不同。环境因素可以对帕金森疾病的发生具有影响,选择合适的帕金森动物模型有助于揭开人类帕金森疾病的奥秘,研发治疗帕金森疾病的药物。美迪西可以根据客户的需求提供各种有效的动物模型,如抑郁症动物模型、帕金森病动物模型、精神病动物模型等用来检测药物的有效性,可通过大小鼠、豚鼠等进行动物实验。

(2)杀虫剂

在体外实验中,毒性剂可以引起α-突触核蛋白构型的变化并加速α-突触核蛋白细丝的形成。如在百草枯处理的啮齿类动物中,发现其神经细胞内有α-突触核蛋白阳性包涵体,但是α-突触核蛋白在这些结构中的聚集状态尚不清楚。现在公认的可以使用鱼藤酮作为一种杀虫剂可用来制作帕金森动物模型

(3)重金属

在帕金森的致病因素中,重金属对其影响起到了不可忽视的作用。有研究者进行单因素分析发现,高暴露于铜铁锰铅等有色金属是帕金森的危险因素。

(4)激酶

(5)过氧化氢

(6)β淀粉样蛋白

(7)氧化和过氧化以及硝化

细胞内高浓度的大分子与其它细胞成分,可引起α突触核蛋白单体变得更加紧凑,或许能防止单体发生相互作用,形成有毒的蛋白斑块,除了上述因素之外,载脂蛋白E、细胞色素c等均对α-突触核蛋白聚集有影响。

最近又有科学家们为治疗帕金森病提供可新的思路,研究者发现在神经元中,α-突触核蛋白会出现在细胞核里。在发病的神经元里,这些致病蛋白则会聚集在细胞核外的路易小体里。或许阻止α-突触核蛋白离开细胞核形成路易小体,或是重新在细胞核中引入正常的α-突触核蛋白,有望能改善患者的病情。