中国医科大学:帕金森病中的蛋白质处理障碍

囊泡运输功能障碍可能是帕金森病的潜在致病机制，中国医科大学詹晓妮团队对PD小鼠模型多巴胺能神经细胞中纯化出中分泌颗粒并进行蛋白质组分析，发现嗜铬粒蛋白/分泌粒蛋白介导的肽加工明显受损，为揭示帕金森病潜在致病机制提供线索

　　

中国医科大学詹晓妮团队在Aging上发表文章“多巴胺能神经元分泌颗粒的蛋白质组学特征表明帕金森病中嗜铬粒素/分泌粒素介导的蛋白加工受损”。报告称，1-甲基-4-苯基- 1,2,3,6 -四氢吡啶（MTPT）暴露小鼠的黑质和纹状体区域中酪氨酸羟化酶阳性神经元中分泌颗粒(SGs)的数量和标志蛋白分泌粒素III显著减少。

中国医科大学的詹晓妮博士表示:“帕金森病(PD)是第二常见的年龄相关性神经退行性疾病。”帕金森病的典型病理特征是黑质致密部多巴胺能神经元的进行性损伤和缺失，路易小体和路易神经突的形成。帕金森病的分子机制尚不清楚，涉及的因素很多，相互作用也很复杂。合并研究表明，囊泡运输功能障碍可能是帕金森病的潜在致病机制——在多巴胺能神经元的突触前末梢发现突触囊泡 (SVs) 的异常融合和循环。如果没有适当维护突触囊泡运输、内吞作用和自噬，突触就会功能失调，导致多巴胺分泌受损和神经变性。

来自电子显微镜研究的结果表明，在神经元和神经内分泌细胞中，除了突触囊泡之外，还有大量的致密核心囊泡 (DCVs)，即所谓的分泌颗粒 (SGs) 或分泌囊泡。在丘脑皮质轴突、海马谷氨酸能神经元和纹状体 GABA 能神经元中发现了丰富的分泌颗粒。神经系统利用分泌颗粒调节神经肽和神经营养因子的分泌，例如儿茶酚胺、生长抑素、神经肽 Y (NPY) 和脑源性神经营养因子 (BDNF)。这些神经递质在认知、情绪、神经发生和细胞间通讯中起着至关重要的作用。分泌颗粒(SGs)是神经肽和激素生物合成、储存和释放的主要亚细胞位点。它们在反式高尔基网中装满“货物”，形成初级囊泡，在沿着细胞骨架丝移动的过程中经历成熟步骤，最终释放对钙信号作出反应的成熟蛋白。分泌颗粒的分泌和加工机制需要脂质、ATP、细胞骨架丝和酶的协同作用。

Scg3在嗜铬粒蛋白a和货物聚集物之间起桥梁作用。它还通过与囊泡膜中的羧肽酶E相互作用参与早期肽加工。在前人的研究中，我们用百草枯建立了帕金森病多巴胺能神经元毒性模型。

Secretogranins II (Scg2) 和 Secretogranins III (Scg3) 是 Secretogranin 家族的成员，这是一类在 SG 上大量表达的酸性分泌蛋白。它们传统上被认为是 SGs 和受调节的分泌途径的标志物，并在囊泡中肽激素的早期聚集和加工中充当关键分子。Scg2 参与 SGs 样结构的形成和神经肽包装成 SGs。它的表达是维持 SGs 正常形态和数量所必需的。Scg3 充当嗜铬粒蛋白 A (CgA) 和货物聚集体之间的桥梁。它还通过与囊泡膜中的羧肽酶 E (CPE) 相互作用参与早期肽加工。

在之前的研究中，研究人员用百草枯 (PQ) 建立了多巴胺能神经元毒素诱导的 帕金森病(PD)模型。他们观察到多巴胺能 SH-sy5y 细胞中 Scg3 阳性 SG 的数量显着减少。残留的囊泡异常积累在核周内质网 (ER) 。此外，Scg3 阳性 SGs 参与帕金森毒素 PQ 的转运和代谢，导致多巴胺神经元中多个细胞内细胞器的损伤。基于以上结果，研究人员推测SGs的运输功能障碍及其携带的货物的分泌可能与PD的发展有关。因此，在本文研究中，研究人员分析了MPTP 诱导的帕金森病(PD)小鼠模型体内多巴胺能神经元中的 SGs。并采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)和蛋白质组分析来阐明SGs障碍在帕金森病(PD)病理中的分子机制。

詹晓妮团队从MPTP 诱导的帕金森病(PD)小鼠模型的多巴胺能 SH-sy5Y 细胞中纯化出SGs，并对其进行蛋白质组学研究，确定了 536 种显著差异表达的蛋白质。结果表明，溶酶体和过氧化物酶体失活，脂质和能量代谢紊乱是PD的三个主要特征。56 种分泌性蛋白（secretory proteins）和 140 种分泌蛋白（secreted proteins）的蛋白质-蛋白质相互作用分析表明，PD小鼠模型的SGs 中由嗜铬粒蛋白/分泌粒蛋白介导的肽加工明显受损，同时伴随着肽神经分泌蛋白 (VGF)、神经肽 Y、载脂蛋白 E 降低 和脑啡肽原水平升高。在分泌颗粒中表达显著差异的56种蛋白中，有3种也在帕金森病(PD)的其他组学研究中被识别或预测。其中钙调素3（CALM3）编码的蛋白质家族能结合钙，能作为一个有酶活性的辅助因子，可能是优先的PD相关基因。研究提供了帕金森病中分泌颗粒SGs 的广泛蛋白质图谱，有助于了解疾病的分子机制。

全文- https://www.aging-us.com/article/203415/text

通讯作者:詹晓妮，邮箱:[e-mail]

关键词:帕金森病，分泌颗粒，分泌颗粒蛋白，蛋白质组学，脂质代谢，神经肽

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