《Experimental Cell Research》：URB597 downregulates DJ-1 expression in the mouse striatum and induces neurodegeneration
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帕金森�。≒D）病因未明，DJ-1 與 PD 關聯密切但相關小分子研究少。研究人員篩選調控 DJ-1 的小分子，發現 URB597 可下調其表達，使神經元更易受氧化損傷，誘導小鼠神經退行性變。這為 PD 治療提供新思路。
帕金森�。≒arkinson’s disease，PD）是一種常見的中樞神經系統退行性疾病，給患者及其家庭帶來沉重負擔。其主要特征是黑質致密部多巴胺能神經元進行性丟失和路易小體形成，導致患者出現靜止性震顫、肌肉僵硬、運動遲緩等運動癥狀，還常伴有嗅覺減退、睡眠障礙、認知下降等非運動癥狀，嚴重影響生活質量。盡管科研人員不斷探索，但 PD 的確切病因和發病機制仍未完全明確，氧化應激、線粒體功能障礙、蛋白質錯誤折疊和炎癥反應等多種因素都被認為與 PD 的發生發展有關。
在眾多與 PD 相關的研究中，DJ-1 蛋白逐漸受到關注。它由 PARK7 基因編碼，是一種多功能細胞保護因子，參與抗氧化防御、線粒體功能維持、基因表達調控和蛋白質質量控制等重要細胞過程。研究表明，DJ-1 能通過清除活性氧（ROS）、調節抗氧化酶表達和穩定線粒體膜電位等方式保護神經元免受氧化損傷。而且，DJ-1 基因的突變或缺失與常染色體隱性早發性 PD 密切相關。然而，目前關于調節 DJ-1 表達和功能的小分子化合物的研究還比較有限。
為了深入了解 DJ-1 的功能和調控機制，尋找治療 PD 的新靶點和新策略，吉林大學的研究人員開展了一系列研究，并將成果發表在《Experimental Cell Research》上。
研究人員運用了多種關鍵技術方法。通過虛擬篩選（virtual screening）從 811 種血腦屏障通透性小分子庫中尋找與 DJ-1 結合的分子；利用分子動力學模擬（molecular dynamics simulation）進一步優化對接復合物；采用 Western blotting 檢測蛋白表達水平；運用免疫組化（immunohistochemistry）技術對酪氨酸羥化酶（TH）進行染色，觀察多巴胺能神經元的變化；通過行為學評估來檢測小鼠的運動功能；還借助生物信息學分析（bioinformatics analysis）探究基因表達和信號通路的改變。
在研究結果方面：
- MPTP 處理降低小鼠腦內 DJ-1 蛋白水平：研究人員給 3 個月大的小鼠腹腔注射 MPTP（20mg/kg）連續 7 天建立 PD 小鼠模型。結果發現，MPTP 處理組小鼠體重在給藥期間下降，之后逐漸恢復，而對照組體重穩定。行為學測試顯示，MPTP 處理的小鼠在桿測試（T-turn）中下降時間顯著延長，尾懸測試中掙扎時間顯著減少。Western blot 分析表明，MPTP 處理后小鼠腦組織中 DJ-1 蛋白水平顯著降低，這表明 MPTP 可能通過下調 DJ-1 蛋白水平影響小鼠行為表現。
- URB597 下調 SH-SY5Y 細胞中 DJ-1 蛋白水平：虛擬篩選發現 342 種化合物能與 DJ-1 穩定結合，URB597（一種脂肪酸酰胺水解酶（FAAH）的選擇性抑制劑）結合能為 - 7.9kcal/mol。分子動力學模擬顯示，URB597 與 DJ-1 形成氫鍵和 π- 烷基相互作用等穩定結合。實驗證實，10μM URB597 或 20μM 8RK64 處理 SH-SY5Y 細胞后，DJ-1 蛋白水平顯著降低。
- URB597 影響氧化應激條件下 SH-SY5Y 細胞的活力和凋亡：在正常條件下，URB597 對 SH-SY5Y 細胞活力和凋亡影響較小。但在氧化應激（200μM H?O?）條件下，URB597 處理使細胞活力從 52% 降至 40%，凋亡從 47% 增至 59%，且線粒體膜電位顯著升高，這表明 DJ-1 在細胞應對氧化應激中起關鍵作用。
- URB597 降低小鼠紋狀體中 DJ-1 蛋白水平：給小鼠腹腔注射 URB597（1mg/kg/day）10 天，發現其對小鼠整體體重影響不顯著，但能顯著降低紋狀體中 DJ-1 蛋白水平，而對全腦 DJ-1 蛋白水平影響不明顯。
- URB597 誘導小鼠神經退行性變：行為學測試表明，URB597 處理的小鼠在懸絲測試中掉落潛伏期顯著縮短，握力測試中釋放力比顯著降低，爬桿測試中轉身和攀爬時間顯著延長。免疫組化分析顯示，URB597 處理小鼠的黑質致密部（SNpc）TH 陽性神經元數量顯著減少，這表明 URB597 損害小鼠運動功能并誘導神經退行性變。
- URB597 對基因表達和信號通路的影響：對 URB597 處理和 PBS 處理的小鼠紋狀體進行基因表達分析，發現 418 個差異表達基因（DEGs）�；虮倔w（GO）富集分析表明，URB597 處理與蛋白質乙�；嚓P的生物過程有關。京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集分析顯示，MAPK 通路顯著富集，且 MAPK 通路基因與 DJ-1 可能存在相互作用，但與 FAAH 無明顯相互作用。
研究結論和討論部分指出，本研究首次發現 URB597 是 DJ-1 的新型小分子調節劑，且不依賴其 FAAH 抑制活性。URB597 下調 SH-SY5Y 細胞中 DJ-1 表達，使神經元更易受氧化應激影響。在體內，URB597 處理的小鼠出現運動障礙和多巴胺能神經元變性，凸顯了 DJ-1 在神經元存活中的關鍵作用，也揭示了 URB597 潛在的神經毒性風險。這一研究為開發 DJ-1 選擇性調節劑提供了理論依據，強調了在神經退行性疾病治療策略中謹慎評估氧化還原調節靶點的重要性。不過，該研究也存在一些局限性，如缺乏 URB597-DJ-1 復合物的高分辨率晶體結構來驗證相互作用，URB597 調節 DJ-1 表達的分子機制尚不明確，所用 URB597 劑量較高，對其他信號通路的影響也未深入探究等，未來還需要更多研究加以完善 。
