α－突触核蛋白与帕金森病<a rel='nofollow' onclick="doyoo.util.openChat();return false;"href="#">【摘要】α-突触核蛋白是一种中枢神经系统突触前表达的可溶性蛋白，与帕金森病的发病有密切的关系。
α-突触核蛋白在各种生理，环境因素的影响下异常表达和聚集，通过一系列的氧化应激等生化反应，产生了对神经元的毒性作用，从而参与了帕金森病的发生。
对α-突触核蛋白的化学性质，聚集的机制及其影响因素的了解与研究，将会十分有利于帕金森病的预防和治疗。
【关键词】α-突触核蛋白；帕金森病；路易小体Alpha - synapse nucleoalbumin and Parkinson sicknessZHANGYanchaoZHANGNanDIAO Jianping【Abstract】Alpha - the synapse nucleoalbumin is thesoluble protein which one kind of central nervous system synapse, expresses, gets sick the morbidity with Parkinson to have the close relationship. Alpha - the synapse nucleoalbumin in each physiology, under environmental factor's influence exceptionally expresses and gathers, through biochemistry and so on a series of oxidized stress responded, has produced to neuron's toxic effect, thus participated in the occurrence which Parkinson gets sick. To Alpha - the synapse nucleoalbumin's chemical property, the accumulation mechanism and influencing factor's understanding and the research, will be very advantageous the prevention which and the treatment will get sick in Parkinson.【Key words】Alpha - synapse nucleoalbumin; Parkinson sickness; Louis minute帕金森病是一种中老年人常见的运动障碍疾病，以黑质多巴胺能神经元变性缺失和路易小体形成为病理特征，临床上表现为静止性震颤，运动迟缓，肌强直和姿势步态异常等。
α-突触核蛋白是一种在健康人的脑组织中广泛分布的可溶性蛋白，它是帕金森病的发病机制中最重要的蛋白，因为它是路易小体的主要结构成分，α-突触核蛋白聚集与路易小体的形成及多巴胺能神经元的死亡密切相关。
本文就α-突触核蛋白的生化特性，聚集因素，以及其对帕金森病的发病机制做一综述。
1α-突触核蛋白分子结构及生理功能1．1α-突触核蛋白分子结构：α-突触核蛋白是一种由140个氨基酸构成的蛋白质，主要分布于神经元的突触前终末，分子质量14ku。
氨基酸序列由三部分组成：a 氨基端（1~60），该区包含四个不完全重复序列（XKTKEGVXXXX）,易形成两性α螺旋，被认为是介导蛋白质与膜及蛋白质与蛋白质之间相互作用的区域。
该区在α-突触核蛋白的聚集中起重要作用，目前发现的α-突触核蛋白突变中，A53T,A30P及E46K均发生在该区段。
氨基端断裂的α-突触核蛋白因其重复序列数目改变容易形成B片层结构更容易形成聚集。
b NAC 区（61~95），该区是α-突触核蛋白中疏水区最强的一段，由35个氨基酸残基组成，包含两个不完全重复序列，具有很强的形成B片层结构的趋向。
该区一段由12个氨基酸残基组成的片段（71-VTGVTAVAQKTV-82）对聚集起着决定性的作用。
原因是：缺失这一区段的α-突触核蛋白不能聚集。
此外，此区一段由9个氨基酸残基组成的肽段（66-VGGAVVTGV-74）也被认为与α-突触核蛋白的聚集密切相关，缺失该区段的α-突触核蛋白不能发生聚集。
c羧基端（96~140），该区富含酸性氨基酸，该区具有大量净负电荷，与α-突触核蛋白在正常状态下保持无规则卷曲状态有关。
羧基端104，105和114，115带有负电荷的残基抑制了α-突触核蛋白的聚集[1][2]。
1．2α-突触核蛋白生理功能。
在正常的生理条件下，α-突触核蛋白可维护突触功能，参与调节多巴胺的生物合成，同时具有伴侣蛋白的功能，例如像热休克蛋白的功能，保护细胞免受热应激和氧化应激损伤，并帮助细胞对抗异常蛋白聚集，促进其降解[3][4]。
当外界损伤出现时，α-突触核蛋白可能通过聚集来抵抗损伤，随着α-突触核蛋白的不断聚集，氧化应激，线粒体损伤，超出了细胞所能承受的能力，异常蛋白不能被及时清除，反而对细胞具有毒性作用，加速细胞死亡[5]。
2影响α-突触核蛋白的聚集因素影响α-突触核蛋白的聚集因素多种多样，在体外聚集试验中，溶液的ph降低，温度增高都会加速α-突触核蛋白的聚集。
鱼藤桐，百草枯等多种杀虫剂都可以直接和α-突触核蛋白作用，促进其聚集。
同时，流行病学调查显示，职业性接触重金属如铁，锌，铝等的人群PD发病率高。
PD患者脑部黑质纹状体中铁，锌，铝的含量明显高于非PD患者。
蛋白酶体系统中的lactacysin通过抑制蛋白酶体对α-突触核蛋白的降解，参与包涵体的形成。
重组α-突触核蛋白与细胞色素C过氧化氢共同孵育，可促使α-突触核蛋白发生聚集[1][5][6]。
3α-突触核蛋白基因改变与PDα-突触核蛋白是由位于染色体4q21-22的α-突触核蛋白基因编码而来的。
α-突触核蛋白基因已发现3个点突变A53T,A30P,E46K.提示了少数几个家族性PD的遗传因素[7]。
α-突触核蛋白A30P突变小鼠的蛋白质组织学研究显示碳酸苷酶2（Car2），α烯醇酶（Eno1），乳酸脱氢酶2（LDH2）氧化水平均增加，被氧化的蛋白质功能降低，提示能量代谢和线粒体相关的蛋白易受到氧化应激损伤。
A30P突变加速了α-突触核蛋白聚集，继而加速了对氧化损伤的敏感性[8]。
体外转基因极细胞培养研究发现野生型α-突触核蛋白基因过度表达同样可导致蛋白异常聚集引起细胞变性死亡。
而且，家族性PD表现的严重性可能主要取决于α-突触核蛋白基因的数量及其相应的蛋白水平。
在α-突触核蛋白基因二倍体型患者的血液和大脑中，α-突触核蛋白也呈双倍的水平，而且这种家族性帕金森病患者的疾病进程明显严重于散发的患者。
他们有严重的意识下降和严重的帕金森症。
而α-突触核蛋白基因三倍体型患者更严重于二倍体型患者，他们都是年轻发病，并且对左旋多巴的治疗没有效果[9]。
国内学者研究显示，在我国，对ADPD（autosomal parkinson disease）患者的α-突触核蛋白基因突变分析多集中在对3，4号外显子进行A53T,A30P突变筛查，结果均未见异常，相似结果也被国外学者多次报道，这就证明了α-突触核蛋白基因突变罕见，也从另一方向证明了帕金森具有遗传异质性[10]。
4α-突触核蛋白的分泌机制及其毒理作用4.1α-突触核蛋白的分泌机制。
α-突触核蛋白的分泌不是源于死亡细胞的裂解，尽管我们不能完全排除死亡细胞所产生的部分，正常细胞的分泌却是α-突触核蛋白的主要来源。
由突触囊泡介导的出芽方式是α-突触核蛋白的分泌的主要机制。
在低温的条件下，α-突触核蛋白的释放受到抑制，因为此时突触囊泡介导的出芽方式受到了抑制。
而只有一小部分α-突触核蛋白与突触囊泡结合进行分泌。
这些与囊泡结合的α-突触核蛋白比胞浆中的α-突触核蛋白更容易聚集。
当细胞发生应激的时候，α-突触核蛋白的分泌和聚集也会增加。
基于上述观点，我们可以推测只有那些在构型上有缺陷的α-突触核蛋白才和囊泡结合，被分泌到细胞外间隙。
当然，其他机制也要考虑，例如，特异性的翻译后修饰也可以参与分泌过程。
当这些囊泡与细胞膜相结合，就会影响细胞膜的对离子和细胞代谢产物的通透性，来产生毒性反应[11]。
4.2α-突触核蛋白的毒理作用。
α-突触核蛋白首先寡联体化成为可溶性原纤维，然后再形成由β-淀粉样纤维丝组成的不溶性的纤维，进而聚集形成不溶性的纤维结构和包涵体，最终形成路易小体[12]。
α-突触核蛋白毒性形成包括纤维聚集体，无定形性聚集体，寡联体，原纤维，可溶性的部分折叠的中间体以及α-突触核蛋白的Ser129磷酸化形式，硝基化形式和泛素化形式[4]。
有研究显示，α-突触核蛋白单体和寡聚体均可降低线粒体膜电位，且以α-突触核蛋白寡聚体的作用更为明显[13]。
同样，有研究者推测α-突触核蛋白的原纤维的毒性作用是通过穿透囊泡膜使膜上产生多个小孔，从而使潜在的细胞毒物如钙，多巴胺发生渗漏，致使细胞内水平增高，而导致细胞死亡[4]。
另一方面，小胶质神经炎性改变的过程在帕金森的多巴胺神经退行性变中也起着重要的作用，这是由可溶与不溶的α-突触核蛋白激发的胶质功能的改变。
α-突触核蛋白在氧化应激反应中发生硝基化，硝基化的α-突触核蛋白聚集引起小胶质细胞的炎性反应[14]。
参考文献[1]金玲，杨慧.α-Synuclein聚集与帕金森病―影响α-Synuclein蛋白聚集的因素.生物化学与生物物理进展2006，33（4）：321~328[2]G. Brent Irvine, Omar M. El-Agnaf, Ganesh M. Shankaret al.Protein aggregation in the brain - the molecular basis for Alzheimer's and Parkinson's Diseases .Mol Med. 2008 March 27. doi: 10.2119/2007-00100[3]Spillantini MG,Schmidt ML,Lee VM,et al.Alpha-synuclein in lewy bodies,Nature,1997,388:839-840[4]王尔松，江澄川.帕金森病相关蛋白的蛋白质组学研究进展，中国临床神经科学，2007年3月第15卷第3期：330-333[5]徐丽，曹学兵，孙圣刚等.鱼藤桐诱导细胞内泛素化α-synuclein聚集选择性损伤多巴胺神经元，中国神经免疫学和神经病学杂志，2007年1月第14卷第1期：35-39[6]王晓中，刘辉.α-突触核蛋白与帕金森病国外医学•老年医学分册，2007年11月第28卷第6期249-253[7]何延波，陈彪.α-Synuclein基因多态性与帕金森病，中华神经科杂志，2007年2月第40卷第2期133-135[8]张磊，侯澍，毓明涛等.帕金森病的蛋白质组学研究进展，中国神经免疫学和神经病学杂志，2007年5月第14卷第5期：313-316[9]Nishioka K Hattori N Relationship betweenalpha-synuclein and Parkinson's disease Brain Nerve 2007 Aug；59（8）：825-30[10]陈涛，唐兆沙，廖小平等.家族性帕金森病α-synuclein基因突变分析，中国老年医学杂志，2007年2月第26卷第2期：131-133[11]Seung-Jae Lee Origins and Effects of Extracellular α-synuclein: Implications in Parkinson's Disease J Mol Neurosci (2008) 34:17-22[12]Anita S,Christrophe W,Philippe V. α-synuclein regulation of the dopaminergic transporter:a possible role inthe pathogenesis of Parkinson's disease.[J].FEBS Letters,2004,565:1-5[13]李雁，段娟娟，李昕等.α-突触核蛋白寡聚体对多巴胺能神经细胞线粒体膜电位的影响，中国现代神经疾病杂志，2008年2月第8卷第1期：26-31[14]Ashley D Reynolds, Jason G Glanzer ,Irena Kadiu et al. Nitrated alpha-synuclein-activited microglial profiling for Parkinson's disease, Jounal of Neurochemistry Vol 104 Issue 6 Page 1504-1525,March 2008作者单位：110001中国医科大学。