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首都医科大刘磊等揭示增强糖酵解可减轻帕金森病的进展

2019.9.23

  帕金森病(PD)是第二种最常见的神经退行性疾病。据估计,全世界约有600万人受到影响,随着人口年龄的增长,其患病率将进一步增加。PD患者出现衰弱的运动症状以及非运动症状,包括痴呆和神经精神异常。黑质致密部(SNc)中的多巴胺神经元及其对纹状体的投射特别容易受到PD的破坏。多巴胺神经元的丧失和功能受损导致运动异常,这是PD的标志性特征。虽然目前的治疗方法有时可以缓解PD症状,但没有任何疗法可以预防神经变性。PD可能具有许多不同的原因,并且已经提出了几种致病机制来促成神经元的凋亡性死亡。在大多数情况下,病因不明,可能很复杂。衰老,环境毒素和基因突变都是风险因素。在许多情况下,PD中观察到能量缺乏和ATP水平降低。受损的生物能量学和降低的ATP水平可能有助于PD的发病机制,可能会改变面对PD风险因素而发生PD的风险,和/或可能改变疾病的病程或严重程度。

  2019年9月16日,首都医科大学刘磊等在The Journal of Clinical Investigation上发表题为“Enhancing glycolysis attenuates Parkinson’s diseaseprogression in models and clinical databases”的文章,发现TZ增强PGK1活性,从而增加ATP水平,并抑制细胞凋亡。

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  为了确定TZ是否会增强体内糖酵解,研究人员将药物给予小鼠。TZ在SNc和纹状体以及皮质中增加了糖酵解产物丙酮酸的水平。增加的丙酮酸增强氧化磷酸化,研究人员观察到TZ增加柠檬酸合酶活性,线粒体活性以及ATP水平增加。

  另外,研究人员还探究了TZ是否会增加接受MPTP的小鼠的能量产生。给小鼠施用MPTP七天后,丙酮酸和ATP水平下降,并且TZ的施用阻止了丙酮酸和ATP水平的下降,线粒体含量也下降。在神经元中特异性地测量ATP是困难的,然而观察到人神经母细胞瘤细胞中的类似变化。这些数据表明TZ在体内激活糖酵解。与脑TZ水平的测量一起,它们还表明TZ容易穿过血脑屏障。

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  帕金森病(PD)是一种常见的神经退行性疾病,缺乏预防进行性神经变性的疗法。能量代谢受损和ATP水平降低是PD的常见特征。以前的研究表明,特拉唑嗪(TZ)可增强磷酸甘油酸激酶1(PGK1)的活性,从而刺激糖酵解并增加细胞ATP水平。因此,该研究探究PGK1活性的增强是否会改变PD的过程。

  在小鼠,大鼠,果蝇和诱导多能干细胞中的毒素诱导和遗传PD模型中,TZ增加脑ATP水平并减缓或阻止神经元损失。该药物可增加多巴胺水平,并部分恢复运动功能。由于TZ是临床处方,研究团队还调查了2个不同的人类数据库,发现服用TZ和相关药物的个体疾病进展较慢,PD相关并发症减少,PD诊断频率降低。这些发现表明,增强PGK1活性和增加糖酵解可以减缓PD中的神经变性。

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