帕金森病中parkin缺失诱导α-突触核蛋白聚集的机制研究：基于iPSC衍生神经元的种子形成能力分析

本研究通过建立PARK2-/-诱导多能干细胞(iPSC)分化的神经元模型，揭示了parkin缺失导致α-突触核蛋白(α-Syn)异常聚集的关键机制。研究人员发现PARK2-/-神经元中pSer129 α-Syn包涵体显著增加，并首次证实其细胞裂解物具有更强的种子扩增活性。该研究为PARK2相关帕金森病是否属于突触核蛋白病的争议提供了重要证据，发表于《npj Parkinson's Disease》。

　　

帕金森病(PD)作为第二大神经退行性疾病，其病理特征一直是研究焦点。尽管已知PARK2基因突变会导致早发性PD，但关于这类患者是否出现典型的路易小体病理一直存在争议。这种争议的核心在于：作为E3泛素连接酶的parkin蛋白缺失，是否会引发α-突触核蛋白(α-Syn)的异常聚集？这个问题不仅关乎疾病分类，更直接影响治疗策略的开发。传统动物模型未能给出明确答案，因为PARK2敲除小鼠几乎不表现PD表型，而人类尸检研究又因样本稀缺且病理分期不一难以定论。

来自丹麦多所研究机构的联合团队在《npj Parkinson's Disease》发表了突破性研究。他们利用基因编辑技术构建了同源PARK2^-/- iPSC系，通过45天的定向分化获得含多巴胺能神经元(约30%)的混合培养体系。研究采用α-Syn种子扩增实验(SAA)、磷酸化特异性检测(pSer129 α-Syn)和钙成像等关键技术，首次在人类神经元模型中证实parkin缺失会促进α-Syn病理改变。

General characterization of differentiated cultures
研究建立了包含多巴胺能神经元(TH⁺)、GABA能神经元和星形胶质细胞的混合培养体系。免疫荧光显示PARK2^-/-与对照组在神经元分化效率上无差异，但前者已出现神经突生长受损和坏死增加的表型。这为后续研究提供了可靠的疾病模型。

Increased α-Syn aggregation in PARK2^-/- neurons
通过特异性ELISA检测发现，PARK2^-/-神经元总α-Syn水平增加18.9%，聚集形式α-Syn增加56.6%。更关键的是，种子扩增实验显示PARK2^-/-细胞裂解物使反应提前8-15小时达到荧光阈值，证实其含有更多"种子活性"聚集物。免疫荧光显示pSer129 α-Syn⁺包涵体数量增加2.7倍，且主要分布在多巴胺能神经元中。

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-/-神经元中α-Syn聚集增加'>

Exposure to α-Syn preformed fibrils seeds more α-Syn aggregation
使用S129A α-Syn前纤维体(PFF)处理时，PARK2^-/-神经元表现出更强的病理应答：受影响细胞比例增加66%，每个细胞包涵体数量增加74%。CRISPRi在i3皮层神经元中敲低PARK2也重现了这一现象，证实了parkin在α-Syn聚集调控中的普适作用。

α-Syn aggregation found in both astrocytes and DA neurons
PFF处理诱导星形胶质细胞出现pSer129 α-Syn⁺包涵体，并伴随GFAP表达上调。细胞因子检测显示PARK2^-/-培养基线炎症水平已是对照组的4.4倍，PFF处理仅选择性升高IL-4和IL-6。这表明parkin缺失本身已导致神经炎症状态。

PARK2^-/- neurons show synaptic loss and impaired Ca²⁺ homeostasis
研究发现PARK2^-/-神经元突触密度降低52%，电镜显示突触前致密物质变薄、突触间隙增宽。钙成像揭示内质网钙泵(SERCA)活性增强50%，但KCL诱导的钙内流无变化，提示特异性钙稳态失调。

这项研究通过多维度证据链证实：parkin缺失会破坏α-Syn稳态，导致具有种子活性的聚集物积累；增强神经元对PFF的敏感性；引发突触丢失和钙调节异常。这些发现有力挑战了"PARK2相关PD不属于突触核蛋白病"的传统观点，为开发α-Syn靶向治疗策略提供了理论依据。特别是发现PARK2^-/-神经元自发形成 seeding-competent 聚集物，提示即使在没有典型路易小体的情况下，α-Syn病理仍可能是疾病进展的关键驱动力。研究建立的iPSC模型也为进一步探索parkin与α-Syn的相互作用机制提供了理想平台。