PNAS：利用釀酒酵母研究帕金森氏病
日期：2014-04-02 09:26:40
面包的一種普通成分——釀酒酵母，可讓科學家們更加深入地了解可能參與諸如帕金森病和癌癥之類疾病的基本過程。
在2014年3月31日著名期刊《PNAS》發表的一項最新研究中，來自德國、英國和葡萄牙的學者組成的研究小組，詳述了一個最新進展——首次描述了細胞發育過程中與這些破壞性疾病發病相關的一個主要特征。
研究小組來自于哥廷根大學醫學中心、萊斯特大學和里斯本分子醫學研究所，由長期合作者、本文資深作者Tiago Outeiro教授和Flaviano Giorgini博士指導。
哥廷根大學醫學中心和里斯本分子醫學研究所的Outeiro教授稱：“這項工作顯示，利用簡單的模式生物如何能幫助我們加快更復雜生物過程的發現。酵母細胞是非常出色的活體試管，是一種強大的工具，可使我們能夠了解復雜的人類疾病的基礎。”
世界著名的萊斯特大學遺傳學系的Giorgini博士補充道：“我們為這些結果感到非常興奮。在調查中的蛋白質家族一直都有點像一個‘黑匣子’，我們仍然不明確這些蛋白質在細胞水平上做了些什么？為什么它們是這么的重要？這項工作為這些問題帶來了曙光。”
目前的這項研究，利用釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的簡易性和遺傳力量，來了解帕金森氏病背后的基本細胞過程。該小組研究了一個酵母蛋白質家族（Hsp31、Hsp32、Hsp33、和Hsp34），它們與人類蛋白質DJ-1有親緣關系。人類蛋白DJ-1的突變可導致帕金森氏病的早發型遺傳形式，這個人類蛋白的改變也與帕金森氏病的更常見形式有關。此外，DJ-1功能的改變也與某些癌癥形式相關。
非營利組織Parkinsons UK的Research Communications經理Claire Bale評論說：“這項重要的研究進一步揭示出了帕金森氏病的根本原因。”
“雖然DJ-1基因突變可引起罕見的遺傳疾病，但我們相信，理解這一重要蛋白的作用，以及它如何有助于保持神經細胞健康，對于幫助開發帕金森氏病患者的療法，將非常的重要。我們期待聽到這個新興領域未來研究的結果。”
Outeiro教授指出：“我們認為，通過研究人類蛋白的表親——酵母蛋白，我們能夠更深入了解這些蛋白所發揮的功能，以及為什么它們會導致疾病。”
Giorgini博士補充說：“盡管人類蛋白DJ-1一直都被認為與帕金森氏病有關，但其關鍵的細胞作用仍不是很清楚，因此我們還不明確為什么這個蛋白突變會導致這種破壞性疾病。對于DJ-1和相關蛋白在細胞水平上做了些什么，我們的研究提出了更新的見解，最終對更好地了解帕金森氏病具有重要的意義。”
科學家們發現，人類蛋白的酵母版本，對于酵母細胞正常壽命的維護非常重要，并參與自噬（細胞用來分解和回收受損細胞成分的過程）的調控。壽命和自噬是帕金森氏病和癌癥中的關鍵過程。這項工作之所以重要，是因為它指出了DJ-1家族蛋白的精確細胞作用，其與以前歸因于這些蛋白的一些分子功能有關聯。這項工作最終可能會提供帕金森氏病和癌癥發病機制的新見解。
里斯本分子醫學研究所和萊斯特大學的Leonor Miller-Fleming表示：“我們的這項工作非常重要，因為它表明人類DJ-1可能與這個蛋白的酵母版本以相似的方式發揮作用。我們認為，應該在神經細胞內利用人類DJ-1蛋白進行相似的研究，以闡明其功能，并查明是否它導致了帕金森氏病的形成。最后，詳細了解這些蛋白如何發揮作用，可能使我們提出新的策略來治療帕金森氏病、癌癥及其他相關疾病。”
合作者們認為，下一步研究工作將更詳細地了解DJ-1蛋白家族如何調控自噬，以及是否這也適用于人類神經元，特別是多巴胺能神經元，它是帕金森患者大腦中對損失最敏感的神經細胞。一旦有了這些研究結果，研究人員將處于一個更好的位置，來設計新的治療干預策略。
Outeiro教授解釋說：“這項研究突出強調了國際合作和網絡的重要性，在這項合作中，不同的優勢相結合會產生新的科學見解。重要的是，這一科學合作也基于兩位資深作者之間的個人友誼，這使科學更加的令人興奮和有趣。”
Giorgini博士補充說：“此外，這項工作主要是由一個博士生Leonor Miller帶頭完成的，他用激情和創造力推動了這個項目的進行，從而顯示出促進、支持和資助博士后研究的重要性。”
Outeiro教授表示：“我們是制備第一個帕金森氏病酵母細胞模型的開拓者。在這項研究中，我們探索了利用酵母細胞來了解DJ-1蛋白的強大功能，以及與帕金森氏病的密切關系。從根本上說，我們往這副復雜的拼圖中增加了幾塊拼圖，向了解這種疾病的起源更近了一步。”
