调控线粒体PINK1积聚的激酶筛选及其对多巴胺能神经元的保护机制
批准号:
32070970
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王光辉
依托单位:
学科分类:
分子与细胞神经生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王光辉
中文摘要
线粒体损伤是帕金森病(PD)的重要病理特征和核心机制之一。PINK1突变可致家族遗传性PD,在线粒体损伤时,野生型PINK1可积聚于线粒体外膜,介导线粒体自噬以清除受损线粒体,而突变的PINK1丧失该功能,使线粒体自噬发生障碍,诱导多巴胺能(DA)神经元死亡。因此,探索PINK1在线粒体上的积聚机制有助于理解PINK1在PD中的病理意义和致病机制。我们预实验发现,PD模型药物不能引起PINK1在线粒体积聚,因而不能有效诱导线粒体自噬。我们通过活性化合物高通量筛选发现,酪氨酸激酶受体VEGFR拮抗剂和PLK1激酶抑制剂等化合物可以调节PINK1在线粒体的积聚。我们推测,PINK1的线粒体积聚受到某些特定的信号通路调节,我们拟运用细胞、分子及生化技术,并通过在体MPTP和PINK1敲除小鼠模型,结合药理学干预,阐明PINK1在线粒体上积聚的信号通路调控机制及其对PD中DA神经元的保护效应。
英文摘要
Mitochondrial damage is an important pathological feature of Parkinson's disease (PD). Mutations in PINK1 gene lead to familial PD. Upon mitochondrial damage, wild-type PINK1 is accumulated on the outer mitochondrial membrane (OMM), inducing mitophagy to remove the damaged mitochondria, while the mutant PINK1 can not be accumulated on OMM, so that the damaged mitochondria is unable to be cleared, leading to dopaminergic (DA) neuronal death. Therefore, it is of help for understanding PINK1 pathological significance in PD and PD pathogenesis by exploring the mechanism of PINK1 accumulation on mitochondria. Our preliminary data showed that in PD models, PINK1 can not be accumulated on OMM, which could not effectively induce mitophagy. By high-throughput screening a kinase inhibitor compound library, we found that VEGFR receptor antagonists and PLK1 inhibitors, etc., could promote PINK1 accumulation on mitochondria. We speculate that the accumulation of PINK1 on mitochondria is regulated by the some specific signaling pathways. We are planning to use cell, molecular biological and biochemical methods, and in vivo MPTP and PINK1 knockout mice, in combination with pharmacological intervention, to explore PINK1 accumulation mechanisms and signal pathways on mitochondria, thus identify the protective effects of PINK1 accumulation as well as the related kinase signals on dopaminergic neurons in PD.
帕金森病(PD)的遗传因子PINK1作为蛋白激酶,密切参与线粒体自噬的发生。当线粒体损伤时,PINK1稳定并积聚于线粒体外膜,招募Parkin至线粒体外膜。Parkin通过其E3泛素连接酶活性,将泛素结合到线粒体外膜蛋白上形成泛素链介导线粒体自噬发生以清除受损的线粒体。线粒体功能障碍、线粒体自噬障碍以及细胞稳态紊乱介导的小胶质细胞激活与PD的多巴胺能神经元变性密切相关。依托本项目,我们建立高通量药物筛选体系,筛选发现并证明受体酪氨酸激酶抑制剂索拉非尼(sorafenib)和瑞格拉非尼(regorafenib)调控PINK1在受损的线粒体上积聚,继而调节Parkin募集介导的线粒体自噬而影响细胞存活。并系统阐明了分子伴侣介导的自噬(CMA)介导的细胞稳态在小胶质细胞激活相关的神经炎症中的作用及其机制,发现CMA通过降解底物乙酰转移酶p300调控NF-κB亚基p65的乙酰化修饰在PD小胶质细胞激活及多巴胺能神经元炎症损伤中的作用和分子机制及其在PD动物模型中的干预价值。我们也发现PD风险因子葡糖脑苷脂酶(GBA)缺乏诱导溶酶体功能障碍和线粒体损伤,导致线粒体DNA(mtDNA)泄漏激活cGAS-STING 通路介导的I 型干扰素相关炎症激活并损伤神经元的机制及其靶向价值。我们通过细胞和动物模型也揭示了帕金森病遗传因素PARK7DJ-1在小胶质细胞介导的神经炎症中的调控作用和分子机制,以及解析了PD中组蛋白甲基化表观遗传紊乱机制和潜在药物干预靶点。并建立了抑制PD中小胶质细胞介导的神经炎症的高通量小分子化合物的筛选体系,获得多个有效的小分子化合物及相关机制解析。依托本项目,资助期内发表与资助项目研究主题相关并标注本项目基金号的SCI论文13篇,其中中科院分区一区论文有4篇,其中封面论文2篇,包括Science子刊Science Advances、Science Signaling(封面论文)及Acta Pharmacologica Sinica(封面论文)、Cell Death & Diseases等国内外高水平期刊,中科院二区论文9篇。部分研究成果获2022年度江苏省科学技术奖三等奖和2021年度苏州市医学会医学科技奖一等奖(项目负责人均排名第一)。这些研究成果系统阐明了调控PINK1在线粒体积聚的的上游激酶、分子机制及其介导的线粒体自噬及分子伴侣介导的自噬等细胞稳态在
α-突触核蛋白病理传播影响组蛋白甲基化导致神经功能损伤及其作用机制
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批准号:32261133525
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项目类别:面上项目
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资助金额:54万元
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批准年份:2022
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负责人:王光辉
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依托单位:
固有免疫受体STING与钙信号互作在神经退变和神经炎症中的作用及其作为药理靶标确证
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:105万元
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批准年份:2022
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负责人:王光辉
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依托单位:
调控线粒体代谢和活性氧簇(ROS)生成对帕金森病小胶质细胞激活的影响
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批准号:31871023
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2018
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负责人:王光辉
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依托单位:
帕金森病相关蛋白parkin新底物的发现及对线粒体自噬的作用
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批准号:81371393
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2013
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负责人:王光辉
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依托单位:
帕金森病遗传与环境因素对小胶质细胞的激活及机制
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批准号:31330030
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项目类别:重点项目
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资助金额:307.0万元
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批准年份:2013
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负责人:王光辉
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依托单位:
精神分裂症相关蛋白dysbindin对神经发育的作用及其致病机制
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批准号:91132723
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2011
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负责人:王光辉
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依托单位:
国内基金
海外基金