PD的部分症状可能是由于聚集蛋白功能丢失所致,另一部分症状是由具有毒性的蛋白结构所引起。α-synuclein的生理功能尚不清楚,但很典型的是它位于神经元的突触前末梢,并且它与囊泡结构(vesicular
structures)的相关性支持所提出的α-synuclein在包含多巴胺的突触小泡再循环中的作用。
目前,原纤维导致细胞毒性的机制仍不清楚,但他们可以结合分泌囊泡并提高它的穿透能力,而分泌囊泡对神经传递和维持细胞内稳态具有重要作用。
α-synuclein是由UPS还是由自噬来降解取决于它的构象和细胞的状态。只有可溶性的蛋白才可以被蛋白酶体降解。当然也可以通过CMA在溶酶体内降解。然而,因为致病性的α-synuclein突变体不能被转运到溶酶体,尽管它们以高的亲和力与溶酶体结合,但它们不能通过CMA而很好地降解。此外,由于与CMA受体的高亲和力结合,它们阻滞CMA底物的摄取和降解,导致CMA途经受阻。不同的翻译后修饰会削弱α-synuclein通过CMA降解,并且一些也会阻滞其他CMA底物的降解(Martinez-Vicente,
et al unpublished)。一方面,修饰的α-synuclein的降解障碍会导致胞液中蛋白浓度的增加,有助于寡聚化或聚集形成;另一方面,CMA的正常底物蛋白不再通过此通路转换,并且也不在受损神经元内积聚。
抑制UPS和CMA会导致大自噬的上调,这能够维持蛋白降解的正常水平并会清除胞液中有毒性和聚集的α-synuclein。然而,这种从极具选择性的蛋白降解机制(UPS和CMA)到非选择性的批量降解机制的细胞交换(cellular
trade-off)并不是无代价的,因为细胞对应激因子变得更加易感,并且对应激状态,如氧化应激,的反应能力降低。我们假设最终大自噬可能无力维持细胞的平衡并且神经元毒性变得明显。
决定代偿期持续时间长短的因素尚不清楚。可能是来自其它通路的底物导致此种通路超载,耗竭了细胞内大自噬的必要成分。大自噬功能的初期损伤,是由变构蛋白直接所致或尤其是由受损神经元内氧化的增加所致,可能也会导致大自噬的障碍。此外,主要蛋白水解系统的活性随年龄增长而进行性下降可能决定着细胞变性的出现。
最后应该考虑的是PD包括一系列与parkinsonian
syndrome or
parkinsonism有关的以多巴胺能神经元的丢失为特点的障碍;在许多障碍中很可能会见到特征性的路易小体。在PD患者中已观察到蛋白而非α-synuclein的突变,并且这些有助于我们理解不同致病机制。
一些突变蛋白,如DJ-1和PINK1,会导致线粒体的功能障碍和加重氧化应激;其它的,如UPS的成分—parkin或UCH-L1,以及溶酶体的ATPase—ATP13A2,会增强蛋白降解的改变在PD发病机制中的作用。因为已经发现了parkin和PINK间的交互作用,所以线粒体和蛋白水解间的致病机制是相关的。
加载中,请稍候......