锰诱导α-突触核蛋白寡聚化的分子机制研究

【作者】 闫冬莹； 王璨； 马卓； 刘畅； 邓宇； 刘巍； 徐斌；

【机构】 中国医科大学公共卫生学院环境卫生学教研室；

【摘要】 目的锰是一种神经毒物,过量的锰进入机体可引起广泛的病理损伤,透过血脑屏障沉积于脑部,产生相应的神经系统受损症状。长期以来,人们对锰的毒性作用进行了多途径、多方面的研究,但对其毒作用机制至今仍不十分清楚。前期的研究发现,锰可以诱导α-突触核蛋白（α-synuclein,α-syn）过表达而造成神经细胞损伤。为此我们将进一步探讨锰诱导α-Syn可溶性寡聚体的形成分子机制。方法以体外培养的脑片为研究对象,利用钙蛋白酶Ⅰ（Calpain 1）抑制剂和诱导型一氧化氮合酶（iNOS）抑制剂,验证Calpains和蛋白亚硝基化对α-Syn蛋白寡聚化的作用。结果研究发现:锰可以诱导脑片神经细胞中的α-Syn蛋白发生寡聚化,并在细胞膜聚集,影响细胞膜的通透性,造成神经细胞损伤;进一步研究锰诱导α-Syn蛋白发生寡聚化的原因发现:α-Syn蛋白的氧化损伤,二巯基异构酶（Protein disulfide isomerase,PDI）的亚硝基化和钙蛋白酶Ⅰ（Calpain 1）对α-Syn蛋白的剪切是导致α-Syn蛋白发生寡聚化的重要原因。另外,Bcl-2蛋白亚硝基化可以干扰自噬的形成,进而影响自噬对α-Syn寡聚体的清除作用。结论锰致神经细胞内Ca²⁺超载并且产生大量NO后,异常活化钙蛋白酶Ⅰ促使α-Syn集聚,同时PDI和Bcl-2蛋白发生了亚硝基化,干扰了PDI蛋白和自噬降解α-Syn寡聚体的能力,造成α-Syn寡聚体在神经细胞内堆积,进而产生神经毒性。更多还原