細胞是由稱作為線粒體的微型能量反應(yīng)器來提供能量。當受損之時，線粒體會泄漏出一些破壞性分子，這些分子可以嚴重損害并zui終殺死腦細胞。來自美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)下屬國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病和中風研究所(NINDS)的科學家們，證實一種與帕金森病有關(guān)的蛋白PINK1發(fā)揮至關(guān)重要的作用，幫助了細胞清除功能失調(diào)的線粒體。
根據(jù)發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上的一項新研究，PINK1是通過觸發(fā)一個叫做線粒體自噬(mitophagy)的復(fù)雜過程，分解損傷線粒體及將其清除出細胞來實現(xiàn)這一功能的。
論文的*作者、NINDS生物化學部負責人Richard Youle說：“PINK1是損傷線粒體的標志。它識別出需要被清除的線粒體來維持細胞健康。"
PINK1和它的伙伴分子Parkin突變可引起遺傳形式帕金森病。并且無法清除神經(jīng)細胞的缺陷線粒體與許多的神經(jīng)退行性疾病，包括更常見形式的帕金森病和肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)有關(guān)聯(lián)。以往科學家們認為Parkin是清除受損線粒體*的蛋白，但Youle的研究小組發(fā)現(xiàn)沒有Parkin，PINK1也可以啟動這一過程。
“這改變了我們以前的模型，將Parkin歸為了是增強PINK1觸發(fā)的線粒體自噬信號的一個放大器，"Youle博士說。
研究小組認識到，PINK1招募了兩個蛋白Optineurin和NDP52到達線粒體表面。這些蛋白轉(zhuǎn)而招募了各種其他的蛋白質(zhì)分子來標記要降解的線粒體。Optineurin和NDP52屬于一組自噬受體蛋白。當研究人員構(gòu)建出沒有自噬受體的細胞時，他們發(fā)現(xiàn)細胞無法除去功能失常的線粒體。而當研究小組恢復(fù)Optineurin或NDP52的功能時，細胞重新獲得了這種能力?；謴?fù)其他的自噬受體則影響甚微或是沒有影響。
Youle博士說：“知道Optineurin和NDP52是參與這一過程的主要自噬受體，告訴了我們不同人類疾病的病因。例如，Optineurin在ALS和某些形式的青光眼中突變，而NDP52已知在克羅恩病中突變。這表明線粒體自噬出現(xiàn)問題有可能與這些疾病有關(guān)。"
當PINK1在缺陷線粒體表面累積時，它會改變泛素分子。改變的泛素隨后會招募自噬受體及Parkin。Parkin通過將更多的泛素帶到線粒體處形成長鏈標記出要清除的受損線粒體。由于需要PINK1來啟動建造這些泛素鏈，Youle博士的研究工作指出了研發(fā)藥物通過促進清除受損線粒體來治療疾病的一條新途徑。
Youle 博士說：“許多公司都在努力開發(fā)能夠激活這一信號通路的藥物。其中的一些正在設(shè)法尋找可以激活Parkin的藥物，但這一新模型提出了一種不同的策略。激活Parkin有可能并不是那么重要，而激活PINK1則有可能更為重要。"
