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PM2.5可通过抑制线粒体自噬加重帕金森病的进程

    流行病学的研究发现,帕金森病作为最常见的运动失调性疾病和第二常见的神经变性疾病,其病程的发展与环境因素,特别是PM2.5,有着密切的关系。已有研究表明自噬及线粒体自噬在帕金森病的发生发展中发挥着重要的作用。为此,我们提出假设:PM2.5可能通过调控自噬及线粒体自噬加重帕金森病的病程。

    化学所分子动态与稳态结构国家重点实验室的研究人员为了验证这一假设,首先采用鱼藤酮处理PC12细胞的方式,构建帕金森病的细胞模型。结果表明,该细胞模型暴露于PM2.5后,可促使细胞内的活性氧水平升高,线粒体膜电位降低,最终导致细胞凋亡显著增加;同时自噬相关蛋白LC3-II和Atg5 的表达水平明显升高,而自噬的激活蛋白mTOR及线粒体自噬相关蛋白(PINK1 和Parkin)的表达水平均明显降低。

    此外,采用鱼藤酮腹腔注射小鼠的方式,构建小鼠的帕金森病模型。帕金森病模型小鼠鼻腔吸入高剂量PM2.5后,明显的加重了帕金森病模型小鼠的行为学异常;大脑黑质区炎性因子(TNF-α,IL-1β和IL-6)的水平显着升高;并可以诱发帕金森病小鼠模型中大脑黑质区的氧化应激发生和神经元凋亡。蛋白水平的结果表明,自噬和线粒体自噬的主要标志物的变化与细胞模型中的一致。上述结果表明,PM2.5可以通过抑制自噬及线粒体自噬加重帕金森病的病程。这些发现不仅揭示了PM2.5暴露对帕金森病的影响和机理,也为制定环境安全政策提供了基础数据支撑。论文第一作者为王玥琦博士,通讯作者为杜立波副研究员和王炜罡研究员。研究结果近期发表于国际期刊Toxicology上(Toxicology,2021, 456, 152770)。