深圳子科生物報道：來自北京生命科學研究所，清華大學生科院的研究人員在模式生物果蠅中建立PINK1/Parkin誘導的神經元退化的疾病模型，從而揭示了PINK1的自磷酸化修飾以及PINK1激酶介導的Parkin磷酸化修飾在線粒體質量監控中起重要作用。 

這一研究成果公布在12月1日的Cell Death and Disease 雜志上，由北京生命科學研究所的王濤研究員領導完成，王濤研究員早年畢業于南開大學，研究組主要應用果蠅和小鼠模型研究導致癌細胞線粒體調控異常的分子機理，以及其和癌癥發生的相互關聯。 

作為細胞的能量工廠，線粒體對于維持細胞的正常生理功能十分重要。一系列外界環境因素的干擾或者內部遺傳基因的突變造成線粒體損傷，損傷的線粒體若不能及時清除會引起許多種疾病的發生，其中就包括帕金森氏綜合癥，第二常見的神經退行性疾病。

早期的研究報道帕金森氏綜合癥致病基因pink1和parkin的突變會引起功能缺陷線粒體在細胞中的滯留，大量形態瓦解和功能喪失線粒體釋放促凋亡因子，zui終造成細胞死亡，因此PINK1和Parkin主要通過促進損傷線粒體的自嗜清除行使線粒體質量監控功能，但PINK1和Parkin是如何在不破環正常線粒體的前提下選擇性標記損傷線粒體從而促進它的自嗜清除仍然需要進一步的研究。 

王濤實驗室在模式生物果蠅中建立PINK1/Parkin誘導的神經元退化的疾病模型，旨在進一步解析PINK1/Parkin介導的線粒體質量監控通路的分子機理。

研究人員運用Phos-tag電泳手段，發現果蠅PINK1蛋白存在自身磷酸化修飾，且通過質譜分析發現果蠅PINK1蛋白只在346位絲氨酸存在磷酸化修飾。在果蠅復眼中表達線粒體定位的PINK1和Parkin能引起光受體神經元退化，而346位絲氨酸突變成丙氨酸*抑制PINK1/Parkin導致的細胞壞死表型。

他們還進一步發現PINK1的自身磷酸化修飾對于激活它對Parkin的激酶活性是必需的，作為PINK1的直接底物，破壞PINK1介導的Parkin磷酸化修飾也能大大緩解PINK1/Parkin引起的光受體神經元死亡表型。 

此外，通過剖析PINK1和Parkin 磷酸化修飾在線粒體質量監控通路中的機制，研究人員發現PINK1的自磷酸化修飾對于招募Parkin易位到線粒體上以及激活下游Parkin泛素連接酶活性都是必需的，有趣的是Parkin磷酸化修飾的缺失并不影響它的線粒體定位，但大大抑制了自身活性和PINK1/Parkin 下游通路的激活。

zui后這項研究通過體內Knock-in實驗發現自磷酸化缺陷型PINK1表現出pink1突變體相似的運動神經元的退化和線粒體的崩潰表型，從而體內證明PINK1 346位絲氨酸的自磷酸化修飾在線粒體質量控制中的關鍵的作用。

這些研究工作建立了PINK1蛋白激酶招募泛素連接酶Parkin的分子機制，有助于更加深入了解因線粒體損傷造成帕金森氏綜合癥的致病機理，為PD的治療提供有效的理論依據。