帕金森病（Parkinson's Disease，PD）是一种病理上以黑质－纹状体多巴胺能神经元变性死亡、数量减少，而导致震颤、强直和运动减少等临床症状为特征的神经变性性疾病。目前我国65岁以上人群PD患病率为1.7%。依据1999年我国人口构成资料估计，在55岁以上人群中我国约有172万的PD患者^[1]。流行病学调查显示该病的发生呈现年龄相关性，大多数病例发生在50岁以上人群，在高龄人群中发病率随年龄递增^[1,2]。既往研究显示，PD的发生与衰老、环境毒物和个体遗传易感性有关。二十世纪80年代初人们发现1-甲基4-苯基1，2，3，6四氢吡啶（MPTP）可以引起人极为类似PD的毒性表现^[3]，引起人们对环境毒物致病可能性的极大兴趣，MPTP也成为构建PD动物模型的重要工具药^[4,5]。后来的大量研究发现百草枯、鱼藤酮等工农业合成物均可引起黑质多巴胺能神经元的损害并导致实验动物的PD样症状^[6]。目前研究者仍在继续其他环境因素和PD发病之间关系的研究^[7]。对于个体遗传素质致病的假说源于若干家族性PD的研究发现，人们发现α-synuclein、Parkin、PARK3等基因变异可导致家族性PD的发生^[8]，进一步的研究也揭示这些基因变异通过影响蛋白质的聚集、降解等方面产生影响。最近的研究表明，变异型α-synuclein可能通过影响溶酶体膜上的相关转运蛋白，导致α-synuclein降解障碍而致病^[9]。以后的研究又相继发现PARK4-8等多个与PD发病有关的基因变异。最近的研究报道LRRK2变异被认为是引起家族性PD的最常见变异位点^[10]。尽管遗传因素引起人们的高度重视，并在一定程度上解释了家族性PD的发生，但是对于大多数的散发PD病例，遗传因素致病很难予以解释。大规模的流行病学调查显示PD的发病具有年龄相关性，除少数家族行PD外，绝大多数散发性PD在40岁以后发病，且随年龄的增长病情不断进展。统计资料显示PD的发病率占总人口的0.2％，而在55岁以上人群中占1.4％，在75岁以上人口中占3.4％。显示出老化性改变在PD的发病环节中起重要地位。

   对PD的病理学研究发现，患者黑质等脑区Lewy小体形成，α-synuclein被发现是Lewy小体的主要组成成分，α-synuclein蛋白代谢异常的研究引起重视，研究者从α-synuclein变异、表达、聚集、水解等各个层面进行了研究。发现变异型α-synuclein和过分表达的野生型α-synuclein均可引起多巴胺能神经元凋亡。此外与α-synuclein降解有关的溶酶体异常、泛素化障碍均可造成多巴胺能神经元损害。α-synuclein代谢异常是否会通过影响DA代谢产生氧化应激状态也值得进一步研究。

   泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)和自噬-溶酶体途径(autophagy-lysosome pathway, ALP)是机体正常修复或者清除异常蛋白的最主要的两种机制。蛋白酶体被分为多个亚单位蛋白水解复合物，主要作用是降解短寿命的蛋白质。以蛋白酶体为作用靶向的蛋白质通常被泛素化，需要打开折叠以便通过蛋白酶体屏障上的狭窄的通道。这个狭窄的通道也恰恰限制其对蛋白酶体所要清除的大的膜蛋白和蛋白复合物（包括寡聚体和聚积体）的清除。在帕金森病等神经变性疾病中,这些系统降解错误折叠和聚集蛋白的功能改变所起的关键作用已逐渐被认识。UPS是细胞内降解异常蛋白的最主要途径之一，包含多种具有催化功能的蛋白水解酶，如parkin、泛素和泛素蛋白酶体等。体内大多数变性、错误折叠、异常聚集及翻译后损害的蛋白都是通过UPS途径实现降解的，UPS功能障碍可引起蛋白的积聚,而后者又反过来进一步抑制UPS活性造成恶性循环，导致神经元功能障碍或死亡^[11，12]。目前UPS如何影响各种神经系统变性疾病中不同靶蛋白形成包涵体的机制还不十分清楚，一般认为异常或变性的靶蛋白需要打上泛素的标签才能被蛋白酶体系统识别。靶蛋白进入蛋白酶体后即被蛋白酶降解成氨基酸或多肽,再由细胞重新利用,它可能会转变成为淀粉样沉积物的部分变性蛋白,但由于它带有能被泛素化复合体识别并形成泛素化的标签,可被UPS降解掉,故避免了包涵体的形成。在某些有害的环境中,如果UPS功能障碍或负荷过重,受损蛋白就不能得以及时降解, 细胞内可发现损害蛋白的积聚^[13]。

     UPS系统功能紊乱与这些疾病的病因明显相关，近来ALP在神经变性中的作用则越来越受到关注。除了UPS外，哺乳类动物的溶酶体能够降解更为复杂的底物，包括蛋白复合物和细胞器。胞质内蛋白和细胞器的大量降解则需要有大自噬介导，也就是我们通常所指的自噬。这个过程就涉及到双层膜结构的形成，这种双层膜结构称为自噬囊泡，即自噬体，它与溶酶体相互融合从而形成自噬溶酶体，大量的内容物通过酸性溶酶体水解酶降解。自噬体源于起源不明的小的膜结构，而自噬则可以在诸如饥饿、营养剥夺等生理应激条件下被诱导。多种蛋白激酶可以调控自噬，其中最具特征的是mTOR（ mammalian target of rapamycin）能够反向调节该通路。α-synuclein突变体和未突变α-synuclein的细胞内浓度增加与帕金森病表型有关。α-synuclein既通过蛋白酶体又通过自噬降解的证据提示了UPS或者ALP功能紊乱和该疾病发病之间存在一个可能的联接。α-synuclein突变体通过自噬途径与溶酶体膜上受体紧密结合从而抑制ALP功能的事实更进一步地支持此假设即：ALP受损可能与帕金森病的进展有关。

  真核细胞中，泛素-蛋白酶体通路和自噬-溶酶体通路是蛋白质清除的两条重要途径。a-synuclein的异常积聚与其降解通路的功能障碍有关，a-synuclein的聚集能力，特别是在氧化应激状态下，参与了路易氏小体的形成，被认为是PD病理机制的核心。路易氏小体的形成是由于易聚集蛋白清除障碍所导致的，不同的易聚集蛋白,包括引起家族性帕金森病的a-synuclein突变体(A53T, A30P), 其低聚物或者聚集体不能进入蛋白酶体狭窄的圆柱状通道, 而主要依赖于自噬-溶酶体通路来清除。因为聚集体形成依赖可溶性突变体的浓度，该通路不同阶段的自噬抑制或功能缺陷增加了a-synuclein聚集体形成。

   基于上述资料，我们推测：泛素-蛋白酶体通路和自噬-溶酶体通路均参与了a-synuclein的降解机制，且它们之间存在着交叉作用；正常情况下，a-synuclein的生成与降解之间存在着动态的平衡，遗传、老化以及外源性毒素可能促发自噬应激，从而导致a-synuclein的降解障碍；自噬-溶酶体通路在a-synuclein的降解可能存在关键的调控靶位，因此诱导自噬可以阻止a-synuclein的病理性积聚。在这篇论文中，我们利用转然不同类型a-synuclein的PC12细胞和MPTP诱导的帕金森病小鼠模型，从细胞水平和整体水平深入观察自噬/溶酶体途径在a-synuclein降解中的作用，通过上调和抑制自噬水平，进一步探讨自噬对神经元/细胞生存和死亡的影响及其分子机制，并且讨论ALP在神经变性疾病中的独特作用，从而推测通过提高ALP作为治疗方法的可能性。