《Experimental Neurology》:Inhibiting mitochondrial excessive fission alleviates the neuronal damage in Parkinson's disease via regulating PGC-1α mediated mitochondrial biogenesis
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帕金森。≒D)中線粒體過度分裂引發神經元損傷機制不明。研究人員以 Mdivi-1 抑制線粒體過度分裂開展研究,發現其激活 CaMKII/CREB、AMPK/Sirt1 通路,促進 PGC-1α 相關因子表達,緩解神經元損傷。為 PD 治療和新藥研發提供依據。
在神秘的人體微觀世界里,大腦中的神經元如同璀璨星辰,掌控著我們的思維、行動和情感。然而,有一種可怕的疾病 —— 帕金森。≒arkinson's disease,PD),正悄然破壞這些神經元,讓患者逐漸失去生活的自主能力。帕金森病患者會出現手抖、行動遲緩等癥狀,嚴重影響生活質量。目前,雖然對帕金森病的研究在不斷深入,但仍有許多關鍵問題亟待解決。其中,線粒體過度分裂作為帕金森病的代表性病理特征之一,究竟如何引發神經元損傷,其背后的詳細機制尚未完全明晰,這也成為了攻克帕金森病道路上的一塊絆腳石。
為了揭開這層神秘的面紗,探索治療帕金森病的新途徑,來自未知研究機構的研究人員開展了一項極具意義的研究。最終他們發現,抑制線粒體過度分裂能夠通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體 γ(PPARγ)共激活因子 1α(PGC-1α),促進線粒體生物發生,進而拯救受損的多巴胺能神經元。這一發現為靶向線粒體過度分裂治療帕金森病以及新藥研發提供了有力證據,為帕金森病患者帶來了新的希望。該研究成果發表在《Experimental Neurology》雜志上。
研究人員在開展此項研究時,運用了多種關鍵技術方法。在細胞和動物實驗模型構建方面,建立了體外和體內的帕金森病模型 ,為研究提供了良好的研究對象。在分子檢測層面,采用相關技術檢測蛋白的表達和定位情況,例如檢測 PGC-1α 及其下游轉錄因子核呼吸因子 1/2(NRF1/2)、線粒體轉錄因子 A(TFAM)的表達,以及 PGC-1α 的核轉位情況等,從分子水平揭示內在機制。
抑制線粒體過度分裂促進線粒體生物發生
研究人員利用動力相關蛋白 1(DRP1)抑制劑 Mdivi-1 抑制線粒體過度分裂。通過一系列實驗發現,經 Mdivi-1 處理后,PGC-1α 及其下游轉錄因子 NRF1/2、TFAM 的表達顯著增加,并且 PGC-1α 的核轉位也有所增強。這表明抑制線粒體過度分裂能夠促進 PGC-1α 相關因子的表達和核轉位,進而推動線粒體生物發生。
抑制線粒體過度分裂減輕神經元損傷和運動功能障礙
在體外和體內帕金森病模型中,研究人員觀察到抑制線粒體過度分裂后,多巴胺能突觸損傷、神經元凋亡明顯減輕,同時小鼠的運動功能障礙也得到改善。這充分說明抑制線粒體過度分裂對帕金森病的病理進程具有積極的改善作用。
抑制線粒體過度分裂調控 PGC-1α 的機制
進一步的機制研究發現,抑制線粒體過度分裂可激活 Ca2+/ 鈣調蛋白依賴性絲氨酸 / 蘇氨酸激酶 II(CaMKII)/ 環磷腺苷效應元件結合蛋白(CREB)通路,從而促進 PGC-1α、NRF1 和 TFAM 的表達。此外,抑制線粒體過度分裂還能激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/ 沉默信息調節因子 1(Sirt1)通路,通過對 PGC-1α 進行磷酸化和去乙;姆g后修飾,增強其活性。
在研究結論部分,該研究明確指出,抑制線粒體過度分裂可以通過激活 PGC-1α 介導的線粒體生物發生,有效緩解帕金森病中的神經元損傷,改善運動功能障礙。這一研究為帕金森病的治療提供了全新的理論依據和潛在的治療靶點,為后續的藥物研發指明了方向。
從討論部分來看,該研究成果意義重大。以往針對帕金森病的治療手段有限,而此次研究揭示的線粒體過度分裂與 PGC-1α 之間的聯系,為治療開辟了新途徑。通過靶向線粒體過度分裂,有望開發出更有效的治療藥物,精準干預帕金森病的病理進程。此外,該研究還為其他神經退行性疾病的研究提供了參考,或許在這些疾病中也存在類似的線粒體和相關因子的調控機制,為整個神經科學領域的發展提供了新的思路和方向,推動了生命科學和健康醫學領域的進步。