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帕金森症(Parkinson’s Disease,PD),是一种典型的神经系统变异性疾病。PD的主要病理特征为中脑多巴胺(dopamine,DA)能神经元出现变异退化,纹状体内神经递质,即多巴胺数量显著减少。帕金森症的发病机理至今仍不清晰,但近几年的多项研究揭示,线粒体功能障碍及异常的形态在帕金森症发病机理上扮演重要角色。PINK1被证明是一种神经保护激酶,在各种帕金森症、阿尔茨海默症和亨廷顿等神经变性疾病模型中,具有一定的保护作用。PINK1蛋白通过维持线粒体的正常形态与膜电势,保证线粒体功能,以对抗细胞内的氧化应激反应,促进线粒体正常能量代谢,维护细胞正常生命活动。但其具体的调控机制尚不完全清楚。实验室前期通过串联亲和层析联用质谱的方法找到部分与PINK1相关的作用蛋白,其中包括一种线粒体蛋白TF1,并从生化及遗传学等实验证实PINK1与TF1存在相互作用。本课题首先利用特异性磷酸化抗体发现PINK1激酶可对TF1蛋白进行磷酸化修饰,并确定TF1的磷酸化位点。在细胞免疫荧光实验中发现过表达非磷酸化状态的TFI会使线粒体数量减少,进一步利用LC3标记证实非磷酸化状态的TF1可促进线粒体自噬。在ATG5-KO细胞系中,通过免疫共沉淀实验发现TF1与自噬相关因子ATG5单体存在相互作用。分级离心得到的线粒体组分中,非磷酸化状态的TF1结合的ATG5单体量少,提示更多ATG5单体可能形成ATG5-ATG12复合体于线粒体上参与自噬过程,即TF1介导的线粒体自噬依赖于ATG5。模拟磷酸化状态的TF1结合较多的单体ATG5,表明PINK1不仅通过PINK1/Parkin通路激活线粒体自噬途径,同时还可通过磷酸化TF1对线粒体自噬起负调控作用以维持细胞内线粒体稳态。另外,通过转基因果蝇品系的病理表型挽救实验,如翅膀损伤、爬行能力、飞行能力等,证实TF1不能挽救Parkin缺陷的果蝇表型,反之亦然,表明TF1与PINK1调控线粒体自噬不依赖于Parkin。因此,本课题揭示了PINK1与TF1调控线粒体自噬的新途径,为自噬小体形成的分子生物学机制提供了基本信息。同时,这些发现还可能为精准的基因定点靶向疗法调控细胞内线粒体的自噬水平提供新思路,为控制帕金森症等神经退行性疾病的发展提供更有效的理论依据。