探討突變VPS35引起帕金森病的分子病理機轉

年齡大於60歲的一般人口之帕金森病(Parkinson’s disease)發病率是約1 %，因此帕金森病是 國内外最常見的神經元病變性動作障礙疾病。大多數(~90 %)的帕金森病病患屬於偶發型(sporadic) 病例，約〜10 %的病例是遺傳型帕金森病。第十七型遺傳型顯性帕金森病(PARK17)的病患呈現晚 發型帕金森病的諸多臨床症狀，文獻報告顯示VPS35 (Vacuolar protein sorting 35)的基因突變引起 第十七型遺傳型顯性帕金森病。僅次於LRRK2的基因突變，VPS35的基因突變是導致晚發型遺 傳性帕金森病的第二常見主因。VPS35基因的(D620N)突變是引起第十七型遺傳型顯性帕金森病 的確定病因。由於偶發型帕金森病的病患也有VPS35基因的(D620N)突變，相同分子病理機轉可 能引起PARK17與偶發型帕金森病，因此探討突變(D620N) VPS35引起帕金森病症候群 (parkinsonism)的分子機轉將有助於瞭解PARK17及偶發型帕金森病之病理機轉。Wnt/p-catenin訊息路徑在保護黑質多巴胺神經元及維持黑質多巴胺神經元之生存方面扮演 很重要的角色。多項證據顯示具有神經元保護作用的Wnt/p-catenin訊息路徑之活性減弱會增加黑 質多巴胺神經元的脆弱性及造成黑質多巴胺神經元的退化病變，進而引起帕金森病QWnt訊息路 徑在黑質多巴胺神經元的麩氨酸突觸傳遞(glutamatergic transmission)與y-氨基丁酸突觸傳遞 (GABAergic neurotransmission)之調控方面也很可能扮演重要角色，因此Wnt訊息路徑之活性減 弱可能經由改變麩氨酸突觸傳遞與y-氨基丁酸突觸傳遞引起黑質多巴胺神經元的功能異常，進而 導致黑質-紋狀體多巴胺路徑的運動功能之障礙及帕金森病症候群。Wntless蛋白質將Wnt蛋白質從trans-Golgi network (反面高爾基網)運輸到細胞膜使Wnt蛋 白質被分泌到細胞外，然後Wnt蛋白質在細胞膜活化Wnt訊息路徑，因此Wnt蛋白質的分泌需 要Wntless蛋白質。此外Wnt蛋白質的正常分泌也需要將Wntless蛋白質從細胞膜經過 endosomes(内涵體)運輸到 trans-Golgi network 的再循環(recycling)過程，含有 VPS35 的 retromer complex負責執行將Wntless蛋白質從endosomes運輸到trans-Golgi network的再循環，所以Wnt 蛋白質的分泌及Wnt訊息路徑之正常活性需要VPS35的正常功能。文獻報告顯示VPS35蛋白質 的(D620N)突變會破壞retromer complex的cargo sorting之功能，進而導致蛋白質運輸的缺陷 (trafficking defects)。突變(D620N) VPS35蛋白質也失去對抗MPP+毒性的神經元保護作用，因此 VPS35蛋白質的(D620N)突變會使VPS35喪失它的生理功能。我們可以假設VPS35蛋白質的 (D620N)突變會損傷retromer complex的活性與功能，造成Wntless蛋白質堆積在endosomal system、Wntless蛋白質在lysosomes(溶酶體)被分解、Wnt蛋白質的分泌減少及後續Wnt訊息路 徑之活性減弱，進而導致黑質多巴胺神經元的退化病變及突觸傳遞之功能異常。本計晝中，我們將進行下列實驗以探討突變(D620N) VPS35引起帕金森病的分子病理機轉： (1)為了製備突變(D620N) VPS35引起帕金森病的小鼠模式，我們將培養出表現突變(D620N) VPS35之基因嵌入小鼠。然後我們將利用各種不同的研究方法證實VPS35D62_+基因嵌入小鼠呈 現帕金森病的諸多症狀。（2)本計晝假設突變(D620N) VPS35經由減弱Wnt/p-catenin訊息路徑之 活性引起帕金森病，因此我們將利用VPS35D62)N/+基因嵌入小鼠進行活體實驗及利用培養黑質神 經元進行離體實驗來證實突變(D620N) VPS35經由減弱Wnt/p-catenin訊息路徑的活性造成黑質多 巴胺神經元的退化病變。（3) Wnt訊息路徑很可能調控黑質多巴胺神經元的麩氨酸突觸傳遞與y-氨基丁酸突觸傳遞，因此突變(D620N) VPS35造成的Wnt訊息路徑之活性減弱會引起多巴胺神經 元之早期的突觸傳遞功能異常及帕金森病症候群。為了證實此假說，我們將研究突變(D620N) VPS35是否改變VPS35D62)N/+基因嵌入小鼠之黑質多巴胺神經元的麩氨酸突觸傳遞與y-氨基丁酸 突觸傳遞。

系統編號:PC10601-0101
原計畫編號:MOST104-2320-B182-014-MY3