《科学进展:提升PGK1功能,可能为帕金森病治疗带来新希望》

2024-09-10
一项最新研究揭示,生物能量缺陷可能是帕金森疾病背后的病理机制,研究人员建议,通过改善神经元腺苷5’-三磷酸的生成动力学,可能成为治疗帕金森病的有前途途径。

尽管家族性帕金森病的一些因素会损伤线粒体的完整性,但其他特发性或遗传原因是否造成代谢缺陷仍不明确。最近发表在Science Advances杂志上的一篇研究报告中,科学家们发现了一种名为PGK1的酶,它在大脑细胞中产生化学能量中起重要作用。研究人员指出,通过增强PGK1的活性,可能有助于大脑抵抗帕金森病引起的能量缺陷。

PGK1是一种多巴胺能神经元中负责能量生成的“限速”酶,而多巴胺能神经元在帕金森病中会受损。这意味着,适度提高PGK1的活性,甚至在低燃料状况下,也能显著恢复神经元的能量供应。研究人员表示,这可能预防在帕金森疾病动物模型中观察到的轴突功能障碍和退化现象。

研究者Timothy Ryan指出,PGK1确实对帕金森病产生了意想不到的重大影响,他对这一系列研究持乐观态度,认为可能开发出新的帕金森病疗法。帕金森病影响了大约一百万美国人,是继阿尔兹海默病之后第二常见的神经退行性疾病。这种疾病攻击产生多巴胺的神经元群体,最初削弱其突触功能,最终导致其死亡。帕金森病的症状包括运动障碍、睡眠问题和痴呆,目前的治疗方法只能缓解症状,不能阻止疾病进程。

几十年来,各种研究表明,神经元能量供应不足是帕金森病的关键因素,尽管如此,研究人员仍缺乏开发疾病疗法的能量相关靶点。对PGK1的最新关注源自最近的研究,显示FDA批准用于治疗前列腺肥大的药物特拉唑嗪增强了PGK1的能量产生活性,并在多种帕金森病动物模型中产生有利效应。然而,特拉唑嗪增强PGK1活性的能力较弱,机制尚不清楚;其增强神经保护的证据来自一项人类回顾性研究,该研究表明,特拉唑嗪显著降低了患帕金森病的风险。

在这项研究中,研究人员利用敏感试验阐明了PGK1在神经元中作为能量产生者的关键角色。他们发现,即使在葡萄糖水平较低的情况下,适度提高PGK1的活性(如通过特拉唑嗪)也能维持轴突功能。实验还包括由已知帕金森病相关基因突变引起的低血糖状况等。

研究人员还发现了一种名为DJ-1的特殊蛋白,通过突变引起的该蛋白损伤是另一种已知的遗传原因。DJ-1是一种能保护神经元的伴侣蛋白,通过预防有害蛋白质聚集发挥作用。作为PGK1的亲密伙伴,DJ-1在能量供应方面发挥着重要作用,并且是PGK1增强的必要条件。研究进一步证实,由衰老、遗传和环境因素导致的多巴胺能神经元能量供应不足可能是帕金森病的早期驱动因素,适度增强PGK1的活性可能足以逆转这种缺陷,阻断疾病进展。

Ryan博士表示,PGK1应该成为研究目标,特拉唑嗪在保护机体抵御帕金森病方面表现出积极影响,但其并未优化PGK1的增强效果。未来的新药可能更有效且更具选择性地增强PGK1的活性,这使研究人员非常兴奋。综上所述,研究指出生物能量缺陷可能是帕金森病病理学背后的机制,改善神经元能量生成动力学或许是治疗帕金森病的有前途途径。

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