帕金森病是一種神經(jīng)退行性疾病，其特征是破壞特定的神經(jīng)元群：多巴胺能神經(jīng)元。這些神經(jīng)元的退化阻止了控制特定肌肉運動的信號的傳遞，并導致震顫、不自主的肌肉收縮或這種病理特征的平衡問題。日內(nèi)瓦大學 (UNIGE) 的一個團隊使用果蠅作為研究模型，研究了這些多巴胺能神經(jīng)元的破壞?？茖W家們在果蠅和老鼠身上發(fā)現(xiàn)了一種關鍵蛋白質(zhì)，它對這種疾病具有保護作用，可能成為一種新的治療靶點。這項工作可以在Nature Communications雜志上閱讀。
除了涉及單個基因的罕見形式外，大多數(shù)帕金森病病例是由多種遺傳和環(huán)境風險因素之間的相互作用引起的。然而，疾病發(fā)作的一個共同因素是多巴胺能神經(jīng)元中的線粒體功能障礙。細胞內(nèi)的這些小工廠負責產(chǎn)生能量，但也負責在細胞受損時激活細胞的自毀機制。
UNIGE 理學院遺傳學與進化系教授 Emi Nagoshi 的實驗室使用果蠅或果蠅來研究多巴胺能神經(jīng)元退化的機制。她的團隊對 Fer2 基因特別感興趣，該基因的人類同源物編碼一種蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)控制許多其他基因的表達，其突變可能通過尚未完全了解的機制導致帕金森病。
在之前的一項研究中，這個科學團隊證明了 Fer2 基因的突變會導致果蠅出現(xiàn)帕金森病樣缺陷，包括運動開始的延遲。他們還觀察到多巴胺能神經(jīng)元線粒體形狀的缺陷，類似于在帕金森病患者中觀察到的缺陷。
保護神經(jīng)元
由于缺乏 Fer2 會導致類似帕金森病的病癥，研究人員測試了是否——相反——細胞中 Fer2 含量的增加可能具有保護作用。當蒼蠅暴露于自由基時，它們的細胞會經(jīng)歷氧化應激，從而導致多巴胺能神經(jīng)元的退化。然而，科學家們能夠觀察到，如果果蠅過量產(chǎn)生 Fer2，氧化應激不再對果蠅產(chǎn)生任何有害影響，從而證實了其保護作用的假設。
“我們還確定了受 Fer2 調(diào)控的基因，這些基因主要參與線粒體功能。因此，這種關鍵蛋白似乎通過控制線粒體的結構及其功能，在對抗果蠅多巴胺能神經(jīng)元的退化方面發(fā)揮著至關重要的作用， ” 遺傳與進化系研究員、該研究的第一作者 Federico Miozzo 解釋道。
新的治療靶點
為了確定 Fer2 是否在哺乳動物中發(fā)揮相同作用，生物學家在小鼠多巴胺能神經(jīng)元中創(chuàng)建了 Fer2 同源物的突變體。與蒼蠅一樣，他們觀察到這些神經(jīng)元的線粒體異常以及老年小鼠的運動缺陷。“我們目前正在測試 Fer2 同源物在小鼠中的保護作用，與在蒼蠅中觀察到的結果相似的結果將使我們能夠為帕金森病患者考慮一個新的治療靶點，”Nagoshi 總結道。
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