Mitochondrial Sirtuin 3 in Parkinson's disease
线粒体 Sirtuin 3 在帕金森病中的作用
基本信息
- 批准号:10686813
- 负责人:
- 金额:$ 47.65万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-06-01 至 2025-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Adenosine MonophosphateAgingApoptosisAutopsyBiogenesisBiological AssayBrainBrain DiseasesCell DeathCellsClinicalComplexCytosolDataDeacetylationDementia with Lewy BodiesDiagnosisDiseaseDopaminergic CellDown-RegulationExperimental ModelsFibroblastsGeneticGenetic TranscriptionGoalsHealthHeat shock proteinsHumanImpairmentIn VitroIndividualKnockout MiceLewy Body DiseaseMediatingMembrane PotentialsMitochondriaModelingMultiple System AtrophyMutationNeonatalNerve DegenerationNervous SystemNeurodegenerative DisordersNeuronsOrganellesOxidative StressPARK2 genePINK1 genePPAR gammaParkinson DiseasePathogenesisPathogenicityPathologicPathologyPathway interactionsPatientsPharmacotherapyPhosphotransferasesPlayPoint MutationProcessProteinsProteomicsQuality ControlReactive Oxygen SpeciesRoleSignal PathwaySir2-like DeacetylasesSirtuinsTherapeutic InterventionTissuesTransgenic Micealpha synucleinbehavioral phenotypingbiological adaptation to stresscytochrome cexcitotoxicityin vivomitochondrial dysfunctionmutation carrierneuron lossneuroprotectionnew therapeutic targetnoveloverexpressionpharmacologicpreventresponsestable cell linesynucleinopathytargeted treatment
项目摘要
The overall aim of this application is to investigate mechanisms of alpha-synuclein (αsyn)-induced
mitochondrial dysfunction in Lewy body diseases (LBD). Despite its predominant localization in the
cytosol, αsyn localizes to mitochondria in post-mortem LBD brains. Within the mitochondria, αsyn
accumulation can impair complex I and IV function, decrease membrane potential, increase levels of
reactive oxygen species, and increase apoptosis associated with cytochrome c release from the
mitochondria. Together these data suggest an increase in mitochondrial αsyn expression and/or
abnormal accumulation of toxic aggregates interferes with mitochondrial function. Maintaining
mitochondrial health is essential to prevent neuronal cell death in the brain. Sirtuin 3 (SIRT3) is a
NAD+-dependent protein deacetylase exclusively localized to the mitochondria where it regulates
mitochondrial processes including protein deacetylation, organelle biogenesis, and oxidative stress.
SIRT3 is expressed at high levels in the brain and other nervous system tissues, and can act as a pro-
survival factor, playing an essential role in protecting neurons under conditions of excitotoxicity and
rescuing neuronal loss in neurodegenerative models. Experimental evidence indicates that SIRT3-
induced neuroprotection against oxidative stress is partially mediated by enhancement of mitochondrial
biogenesis and integrity. As we consider sirtuin-based drug therapies for diseases of ageing, it is
important to determine if modulating SIRT3 can protect against neurodegeneration where mitochondrial
dysfunction has been demonstrated to play a role. This proposal will investigate how mitochondrial
SIRT3 contributes to αsyn-induced mitochondrial dysfunction in 3 coordinated aims. In aim 1 we will
perform comprehensive mitochondrial function analyses to reveal how αsyn accumulation leads to
mitochondrial damage and the role of SIRT3 therein using patient-derived cells and postmortem brain.
In aim 2 we will interrogate the SIRT3 regulated acetylome to identify novel targets of αsyn-associated
mitochondrial dysfunction, and in aim 3 we will validate SIRT3 as a novel target for therapeutic
intervention in PD in a comprehensive in vivo approach using genetic overexpression and
pharmacological activation. The proposed rigorous analysis of various mitochondrial aspects will
dissect causes from consequences and reveal the cross-talk between αsyn, SIRT3, and mitochondrial
signaling pathways as well as oxidative and protein stress responses.
该应用的总体目的是研究α-核蛋白(αSyn)诱导的机制
路易体疾病(LBD)中的线粒体功能障碍。尽管它主要在
细胞质,αSYN位于验尸后大脑中的线粒体。在线粒体内,αsyn
积累会损害复合物I和IV功能,降低膜电位,增加的水平
活性氧,并增加与细胞色素c释放相关的凋亡
线粒体。这些数据一起表明线粒体αSyn表达和/或
有毒骨料干扰线粒体功能的异常积累。维护
线粒体健康对于预防大脑神经元细胞死亡至关重要。 Sirtuin 3(Sirt3)是
NAD+依赖性蛋白脱乙酰基酶仅位于线粒体调节的线粒体
线粒体过程,包括蛋白质脱乙酰化,细胞器生物发生和氧化应激。
SIRT3在大脑和其他神经系统组织中以高水平表达
生存因素,在兴奋性毒性条件下保护神经元中起着至关重要的作用
在神经退行性模型中营救神经元损失。实验证据表明SIRT3-
诱导的针对氧化应激的神经保护因线粒体的增强而部分介导
生物发生和完整性。当我们考虑基于Sirtuin的衰老疾病的药物疗法时,这是
重要的是要确定调节SIRT3是否可以预防线粒体的神经变性
功能障碍已被证明发挥了作用。该建议将调查线粒体如何
SIRT3在3个协调的目标中有助于αSyn诱导的线粒体功能障碍。在目标1中,我们将
进行全面的线粒体功能分析,以揭示αSyn积累如何导致
线粒体损伤以及使用患者衍生的细胞和验尸大脑中SIRT3的作用。
在AIM 2中,我们将询问SIRT3调节的乙酰基组,以鉴定与αSyn相关的新靶
线粒体功能障碍,在AIM 3中,我们将验证SIRT3作为治疗的新目标
使用遗传过表达和
药理激活。对各种线粒体方面的拟议严格分析将
剖析后果的原因,并揭示αSyn,sirt3和线粒体之间的串扰
信号通路以及氧化和蛋白质应激反应。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cellular models of alpha-synuclein toxicity and aggregation.
- DOI:10.1111/jnc.14806
- 发表时间:2019-09
- 期刊:
- 影响因子:4.7
- 作者:Delenclos M;Burgess JD;Lamprokostopoulou A;Outeiro TF;Vekrellis K;McLean PJ
- 通讯作者:McLean PJ
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