Takeda等发现在Lewy体相关的疾病的皮质和皮质下Lewy体及轴突中都有NACP免疫反应,并且PD的黑质和皮质下Lewy体显示强阳性,ubiquitin和synaptophysin也呈阳性,但tau蛋白染色呈阴性。继之有多篇研究报道发现α-synuclein是多种神经变性疾病中Lewy体的主要成分,而synuclein家族的另两个成员在PD和Lewy体痴呆的轴突损害病理机制中也起重要作用。下丘脑和脑干核团的神经元核周丝亦有NACP阳性反应,染色阳性的核周丝由Lewy体细丝或束组成,推测是Lewy体形成的初级阶段。体外实验也发现,α-synuclein蛋白可形成类似Lewy体的细丝聚集。细胞内Lewy体是PD的特征性病理改变,因而推测α-synuclein参与Lewy体形成,参与了PD神经元变性过程。目前对Lewy体如何形成以及α-synuclein在Lewy体形成过程中如何发挥作用尚不清楚,主要有以下几种解释:
(1)α-Synuclein大量堆积形成Lewy体的核心
α-Synuclein是一种富含疏水性区域的天然伸展的蛋白质,这些疏水区相互聚集并形成淀粉样细丝,还可结合β淀粉蛋白并刺激其聚集,提示NACP可能自身聚集或与其他成分形成复合体。Jensen等发现,大约80%的皮层Lewy体含有微管相关蛋白1B,它与NACP有重叠并且两者有高度亲和力,MAP-1B可与α-synuclein
C 端最后45个氨基酸位点相结合。体外实验结果亦发现MAP-1B与聚集的α-synuclein纤维结合,提示MAP-1B可能通过与α-synuclein单体和纤维的相互作用参与Lewy体的形成。有一种称为synuclein-1的蛋白在体内与α-synuclein相互作用,转染这些蛋白的HEK293细胞胞浆出现嗜酸性包涵体。C端切除的重组α-synuclein易于聚集,形成类似于从PD患者脑分离的细丝,提示被蛋白酶水解后的肽段在病理过程中也起作用。α-synuclein在某些情况下自身聚集,并与其他成分结合形成核心可能是Lewy体形成的一种途径。
(2)神经元突触蛋白的异常转运
NACP与其他突触蛋白共同出现于Lewy体内,推断突触蛋白的异常转运和NACP的异常分布在Lewy体的形成中起作用。
(3)硝化或氧化作用
人类重组α-synuclein与硝化试剂接触后形成硝化α-synuclein寡聚体,该寡聚体进一步稳定,形成不溶、耐热的高分子多聚体。将重组α-synuclein与细胞色素C/氢过氧化物共同孵育后,可见α-synuclein聚集,这个过程可被抗氧化剂如N-乙酰-C-半胱氨酸所阻断。氯高铁血红素/氢过氧化物也引起α-synuclein的聚集,而且细胞色素C/氢过氧化物和氯高铁血红素/氢过氧化物引起的聚集可被铁螯合剂(去铁胺)部分抑制,表明由细胞色素C/氢过氧化物介导的铁催化氧化反应很可能参与了促进α-synuclein的聚集。双标记研究显示,细胞色素C与α-synuclein在PD患者Lewy体中共存。因此,认为氧化和硝化作用参与了Lewy体的形成。
(4)金属离子
铜具有促使α-synuclein形成自身寡聚体的作用,内源性蛋白酶Asp-N切除α-synuclein酸性C端后可抑制这种作用,因此认为铜引起的寡聚体依赖于α-synuclein酸性C末端区域。二价铁离子在有氢过氧化物存在时可促使NACP聚集。