线粒体与帕金森病关系的研究进展

安文鑫 王宗霞 刘佳 马宁

摘 要：目的：综述线粒体与帕金森病关系的最新研究进展 方法：依据有关线粒体与帕金森病实验和结论的最新文献，总结出线粒体形态结构异常、线粒体位置分布异常、线粒体呼吸异常、线粒体DNA异常、线粒体自噬异常以及线粒体功能异常与帕金森病之间的关系。结论：线粒体的形态结构和功能异常等均可能导致帕金森病的发生。

关键词：线粒体；帕金森病；线粒体异常；学习体会

一、前言

通过对医学细胞生物与遗传学课程线粒体与疾病这一章的学习，不仅了解了线粒体的形态结构、功能、遗传体系等，而且学到了线粒体与许多疾病的发生是相关的。帕金森病（Parkinsons disease，PD）又称震颤性麻痹，是常见的多因素共同引发在中老年人群中发生的中枢神经系统退行性疾病，它的发生与线粒体异常有密切的关系。本文就此对二者的关系进行阐述。

二、线粒体异常与帕金森病

（一）线粒体形态结构异常与帕金森病

线粒体的形态结构异常与PD的发生密切相关。在缺氧、射线、各种毒素和渗透压改变时，都可引起线粒体变大变圆，从而导致其形态结构异常。Pink1与Parkin基因形成的通路对于维持线粒体的形态有重要作用。线粒体分裂融合的动态平衡保证了线粒体正常的形态结构，从而来适应外界环境对线粒体做出的刺激反应。黑质多巴胺（Dopamine，DA）神经元易受线粒体形态结构异常的影响，导致多巴胺神经元变性缺失，引起细胞凋亡、坏死，进而引发PD。

（二）线粒体位置分布异常与帕金森病

线粒体位置分布异常会导致神经元细胞的本体长出突起，阻碍正常的线粒体产生动作电位沿轴突运输，从而表现出神经退行性疾病的症状PD。小蛋白“马达”线粒体Rho[3]（Mirol）的缺失会导致线粒体沿脊髓和轴突的分布异常，导致线粒体合成ATP障碍及能量衰竭，进而出现PD的症状。

（三）线粒体呼吸异常与帕金森病

线粒体呼吸过程中酶复合物I的活性下降及活性氧自由基（Reactive oxygen species，ROS）的产生会诱发相关基因突变，引起线粒体呼吸的异常。线粒体中双酶CoQ10是ROS的清除剂，因此它的浓度下降会引起线粒体的呼吸异常。线粒体呼吸链中任何部位受到抑制都会使线粒体呼吸异常导致ROS生成增多，ROS损伤细胞膜，造成神经元细胞的死亡，最终可能导致PD。

（四）线粒体DNA异常与帕金森病

目前研究发现，随着年龄的增长，线粒体DNA（mtDNA）在黑質DA神经元体细胞中的异常水平在逐渐增加，mtDNA的异常参与了很多散发性的PD患者的发病。mtDNA的变异可引起PD患者线粒体复合物I活性下降导致PD患者脑内大部分神经元变性。mtDNA异常是PD发病的重要原因之一。

（五）线粒体功能异常与帕金森病

线粒体功能异常可导致黑质多巴胺神经元变性缺失，α-突触核蛋白（α-Synuclein）、DJ-1基因、神经毒素等因素都能引起线粒体功能异常。突变或野生型α-Synuclein在神经元里的积累导致线粒体的功能异常是PD的发病机制之一。Lee等提出纤维状是α-Synuclein毒性最强的存在形式，而在神经元胞质路易小体中α-Synuclein被证实以纤维状形式存在，故其毒性作用即可引发线粒体功能的障碍及PD[6]。DJ-1基因的多个缺失突变和点突变引起的线粒体功能异常与PD有关。在小鼠的裸细胞中发现DJ-1基因丢失会导致线粒体功能异常，但DJ-1基因的过表达可以拮抗由Pink1基因突变导致的抗氧化功能障碍，进而减少导致线粒体功能异常的危险因子。线粒体功能的异常可能是PD多巴胺神经元退化的病理基础之一。

三、总结

线粒体对维持机体正常生命活动至关重要，它与帕金森病的关系十分复杂。帕金森病患者体内可能覆盖着全身性线粒体功能障碍及线粒体异常。帕金森病是多因素，多机制，相互作用，相互影响的复杂病症，线粒体是引起其发病的核心因素。目前为止，有关于从线粒体异常方面指导帕金森病临床治疗手段已有部分应用，因此在线粒体分子水平的深入研究将为帕金森病的临床治疗提供重要的帮助。作为本科阶段的科研初学者来说，关注新技术和新信息的前沿，将会有更多的收获，以此来为临床治疗提供广阔的思路。

参考文献：

[1]刘小钰，丁健青.线粒体异常与帕金森病相关性[J].中国现代神经疾病杂志，2014，14（02）：129-133.

[2]杨辉，左伋，刘雯.Parkin、PINK1、DJ-1和线粒体功能障碍与帕金森病[J].生命科学，2010，22（10）：1009-1012.

[3]张志萍.线粒体的稳态与帕金森病[J].山东医学高等专科学校学报，2015，37（06）：478-480.