帕金森病是一种常见的神经系统变性疾病，我国65岁以上人群PD的患病率大约是1.7%。大部分帕金森病患者为散发病例，仅有不到10%的患者有家族史。

多年来，科学家们已经知道帕金森氏病与脑细胞内α-突触核蛋白质的积聚有关。但是，这些蛋白质团块如何导致神经元死亡是一个谜。

蛋白质聚集和线粒体功能障碍是家族性和散发性帕金森病（PD）中的两个中心致病过程。然而，这两种过程汇合导致神经变性的方式尚不清楚。

针对这一现象，英国伦敦大学学院弗朗西斯克里克研究所，英国剑桥大学和爱丁堡大学痴呆研究所，纽约大学和其他合作者组成的一组科学家使用了详细的细胞和分子方法对α-突触核蛋白进行了研究，已经发现蛋白质团块是如何对神经元有毒的。

该研究发表在《Nature Communications》上，增加了我们对帕金森病和其他神经退行性疾病成因的认识，并可能影响未来的药物设计。

大脑细胞及神经元

他们发现，α-突触核蛋白团块移动并破坏了线粒体表面的关键蛋白——细胞的能量动力 ，使得它们在产生能量时效率较低。它还触发了线粒体表面的一个通道开关，导致它们膨胀并爆裂，泄漏出化学物质，从而导致细胞死亡。

这些发现被复制在人脑细胞中，该细胞是由α-突触核蛋白基因突变的患者的皮肤细胞产生的，其导致早发性帕金森氏病。通过将患者皮肤细胞转变为干细胞，来引导它们成为可以在实验室中研究的脑细胞。

这种尖端技术为神经退行的最早阶段提供了宝贵的见解 ，而这是大脑扫描和事后分析无法捕捉的。

在神经元线粒体中的α-突触核蛋白的超分辨图像（左）和单个α-突触核蛋白聚集体的单分子TIRF图像（右）。

Crick和UCL的组长——该研究的联合资深作者Sonia Gandhi说：“我们的研究结果让我们深入了解蛋白质团块为什么会对帕金森病造成如此严重的伤害，并强调需要开发针对α毒性形式的疗法- 突触核蛋白，而不是健康的非团块形式。“

衰老是PD的主要因素，尽管体外难以概括，但生物能量学，氧化还原稳态和线粒体钙能力的年龄相关下降可能有助于聚集诱导的病理加速发病机制。

因此，线粒体PTP开放可能是寡聚α-共核蛋白诱导人神经元细胞死亡的共同途径。这些见解对于理解蛋白质聚集过程中如何产生可能在神经退行性疾病中直接致病的毒性寡聚物种是至关重要的。

该论文的联合资深作者安德烈阿布拉莫夫说：“这项研究是化学，生物物理学和生物学界面的复杂合作，将不同学科的科学家聚集在一起。

这是调查帕金森研究中一个长期存在的问题。”了解α-突触核蛋白神经元死亡中的作用可能有助于创造药物或治疗以减缓疾病的进展。这是神经系统疾病的一大进步。

参考文献:

Marthe H. R. Ludtmann，Plamena R. Angelova，α-synuclein oligomers interact with ATP synthase and open the permeability transition pore in Parkinson’s disease