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| 【立论依据】 帕金森病是主要发生在中老年人群的神经系统退行性变。目前认为与基因、环境和老化相关,三者主要作用于神经细胞线粒体导致其功能障碍。α-突触核蛋白(α-synuclein,α-Syn)是第一个发现的帕金森病致病基因编码的蛋白,是帕金森病病理标志路易体的主要成分。但到目前为止,α-Syn对细胞线粒体的致病机制尚不十分清楚。我们课题组前期工作首次发现,α-Syn可定位于线粒体内外膜,过表α-Syn可以引起线粒体膜电势下降及细胞色素C 释放到胞浆诱导凋亡;进一步发现线粒体膜渗透性转换孔(mPTP)开放,而α-Syn N端结构域(α-Syn/N)在这个过程中起重要作用。文献报道,α-Syn N端的62、63、65 位氨基酸可能是其定位于膜的关键位点。线粒体mPTP的外膜孔主要由电压依赖阴离子通道1(VDAC1)构成,我们预实验发现VDAC1和α-Syn存在相互作用。那么,α-Syn/N是否和VDAC1发生相互作用,导致mPTP开放而引起线粒体介导的凋亡呢?α-Syn/N的62、63、65 位氨基酸在这个过程中是否起重要作用呢? 【设计思路】 首先证明α-Syn/N和VDAC1之间存在相互作用,并过表达α-Syn/N,剪除α-Syn/N(α-Syn/delN),检测mPTP是否开放以及是否发生线粒体介导的凋亡。而后,构建α-Syn的62、63、65 位氨基酸突变体,检测过表达这些突变体对mPTP和线粒体介导的凋亡的影响,以及检测它们是否和VDAC1发生相互作用。 【实验内容】 (1)在HEK293T细胞中,过表达α-Syn、α-Syn/N、α-Syn/delN,用免疫共沉淀和免疫细胞化学的方法检测相互作用。(2)构建带VDAC1 基因的质粒,在HEK293T细胞中分别共表达α-Syn、α-Syn/N、α-Syn/delN 和VDAC1,用荧光共振能量转移(FRET)的方法检测是否存在直接相互作用,并再通过GST-pulldown方法验证。(3)在HEK293T细胞中,检测过表达α-Syn、α-Syn/N、α-Syn/delN对mPTP开放和线粒体介导的凋亡的影响。(4)构建α-Syn突变体(Q62A、V63A、N65A),检测过表达这些突变体对mPTP开放和线粒体介导的凋亡的影响。(5)检测这些突变体和VDAC1之间是否存在相互作用,方法同前。 【材料】 HEK293T 细胞,表达α-Syn,α-Syn/N,α-Syn/delN,Q62A,V63A,N65A 的质粒,线粒体提取试剂盒,JC-1 荧光探针(检测线粒体膜电势),mPTP 检测试剂盒。 【可行性】 我们的前期工作提示:α-Syn/N导致mPTP开放;α-Syn和mPTP外膜的孔的组成蛋白VDAC1之间存在相互作用;并且我们已经成功构建了过表达α-Syn、α-Syn/N、α-Syn/delN的细胞模型;以及α-Syn突变体(Q62A、V63A、N65A);并掌握了后续实验的全部方法。 【创新性】 目前关于α-Syn/N与mPTP 相关蛋白VDAC1的研究未见报道,本研究尝试揭示α-Syn与线粒体膜孔蛋白之间的确切关系,对进一步明确α-Syn引起线粒体介导凋亡的分子机制、明确帕金森病的致病机制具有重要意义,进而为帕金森病治疗的新靶点探讨提供线索。 |
| 关键词: α-突触核蛋白 帕金森病 α-Syn |
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