健康所等揭示DJ-1在神经保护中抗氧化应激作用的新机制

2011-8-31 18:33 来源: 中国科学院
收藏到BLOG

  近期,Annals of Neurology杂志在线发表了中科院上海生命科学研究院/上海交大医学院健康所神经变性疾病研究组/瑞金医院神经科关于帕金森病(parkinson disease,PD)发病机制的研究成果DJ-1 modulates the expression of Cu/Zn-superoxide dismutase-1 through the Erk1/2–Elk1 pathway in neuroprotection。该工作发现了DJ-1蛋白在神经保护中抗氧化应激的分子机制。

  目前,世界人口健康领域面临巨大挑战。人口老龄化导致老年性痴呆(Alzheimer,AD)、PD等神经退行性疾病发病率显著上升,已成为人类健康的主要威胁。PD的主要病理学表现为神经系统中多巴胺神经元发生退行性病变。目前认为,帕金森病的发生、发展是遗传和环境因素共同作用的结果。DJ-1基因是一个重要的帕金森病相关致病基因,在PD家族中发现DJ-1基因存在突变。DJ-1基因突变可能导致多巴胺能神经元更易受到氧化应激的攻击,但是对于DJ-1相关的抗氧化应激的分子机制及其治病机理至今尚不明确。

  在陈生弟教授及丁健青研究员的指导下,健康所博士研究生王志全及瑞金医院神经病学研究所的相关课题组研究人员对DJ-1的抗氧化应激机制进行了深入的研究。结果显示,在神经系统受到氧化损伤的过程中,DJ-1可上调超氧化物歧化酶1(SOD1)的表达,而在DJ-1缺失的小鼠或细胞中,氧化应激状态下SOD1的保护性上调被抑制,致使细胞产生更多的活性氧而诱发细胞死亡。

  研究还发现,在氧化应激状态下,Erk1/2会被激活并转移到核内激活下游底物Elk1,转录因子Elk1可结合SOD1的启动子,从而上调SOD1的表达。进一步的研究表明DJ-1可和Erk1/2相互结合,帮助氧化应激状态下Erk1/2的入核,但是在DJ-1缺失的情况下,激活的Erk1/2无法转移到细胞核内,导致其调控SOD1表达的通路受阻,因此使多巴胺能神经元更易于受到氧化应激的损伤。

  健康科学研究所神经变性疾病研究组及瑞金医院神经科在陈生弟教授的带领下长期致力于帕金森病分子发病机制的研究,希望从中发现与临床诊治相关的生物标记物及有效药物靶点,该研究的完成对帕金森病的临床诊治特别是早期诊断提供了重要的理论依据和实验参考。

  该研究得到了国家科技部973项目、国家自然科学基金委以及上海市领军人才项目的资助。