研究人员发现帕金森病的“非常规”机制

澳大利亚的一项新研究发现了一种名为optineurin（OPTN）的蛋白质如何以一种独特的方式清除大脑中受损的线粒体，我们可能距离开发帕金森病的治疗方法又近了一步。线粒体是我们细胞的动力源。它们将氧气与食物中的燃料分子（糖和脂肪）结合，将它们分解以产生能量。当线粒体有缺陷时，细胞就没有足够的能量，未使用的氧气和燃料分子会在细胞中积聚，从而造成损害。线粒体损坏与多种疾病有关，包括帕金森病。

当线粒体分解时，它们通常会被人体的垃圾处理系统清除并回收，这一过程称为线粒体自噬。沃尔特和伊丽莎霍尔研究所 (WEHI) 的研究人员研究了去除受损线粒体的分子机制，特别是在帕金森病的情况下，在此过程中取得了重要发现。

身体清除受损线粒体的方式是一个级联过程。PINK1蛋白监测线粒体健康状况。当检测到问题时，它会激活另一种蛋白质Parkin来标记受损的线粒体以将其清除。然后，这两种蛋白质在第三种蛋白质OPTN的帮助下，在出现故障的线粒体周围形成一个细胞“垃圾袋”。

所有这些研究人员都已经知道了。然而，他们在研究中发现，OPTN通过与一种名为TBK1的酶结合来识别并去除受损的线粒体。虽然研究人员知道OPTN的存在并且它在这一过程中发挥着作用，但迄今为止其作用方式尚不清楚。

“虽然有许多蛋白质将受损的细胞材料与垃圾处理机制连接起来，但我们发现OPTN以一种非常规的方式做到这一点，这与我们从类似蛋白质中看到的任何其他方式都不同，”该论文的通讯作者拉扎罗说。“这一发现意义重大，因为人类大脑依靠OPTN通过PINK1和Parkin驱动的垃圾处理系统降解线粒体。”

在帕金森病中，PINK1和Parkin的突变会导致大脑中受损线粒体的积累，从而导致震颤和僵硬，这是神经退行性疾病的标志。研究人员表示，发现OPTN与TBK1的相互作用可能会带来新的治疗方法。

该研究的主要作者戈恩说：“其他蛋白质不需要TBK1来帮助它们触发这种降解过程，这使得OPTN在我们的身体如何去除线粒体方面成为一个真正的异常值。这使我们能够了解涉及TBK1作为潜在药物靶点的这条通路的特征，这是我们寻找新的帕金森病治疗方法的重要一步。”

研究人员表示，这一发现为开发利用OPTN作用机制的治疗方法打开了大门。戈恩说：“最终目标是找到一种方法来提高体内（尤其是大脑）的PINK1/Parkin线粒体自噬水平，以便更有效地去除受损的线粒体。我们还希望设计一种可以模仿OPTN作用的分子，这样即使没有PINK1或Parkin，受损的线粒体也可以被去除。鉴于OPTN对于激活我们大脑中的垃圾处理系统至关重要，这可以防止受损线粒体在该区域的积累，这是帕金森病的重要前兆。”

虽然该研究结果的临床应用还需要数年时间，但计划进行更多研究，以更好地理解OPTN这样做的原因。

“我们的下一步是与WEHI的帕金森病中心合作，验证我们在神经元模型系统中的发现，以了解OPTN为何会出现这种行为，这将进一步深入了解我们如何针对OPTN和TBK1来增强PINK1患者的治疗选择未来的帕金突变，”戈恩说。

该研究发表在美国《分子细胞》杂志上。