磷脂酶A2 VI组(PLA2G6)基因的突变已被发现与常染色体隐性帕金森病(PD)有关,但其分子机制仍不充分。
2026年3月19日,浙江大学张宝荣、浦佳丽共同通讯在Nature Communications(IF=15.7)在线发表题为Parkinson’s disease-associated PLA2G6 protects IP3R1 protein to control ER-mitochondria tethering and Ca2+ transfer的研究论文。
本研究通过体外及体内实验,尤其在帕金森病患者来源的多巴胺能神经元模型中证实:PLA2G6功能缺失会破坏线粒体相关内质网膜(MAM)结构,而该结构是调控钙离子转运与能量稳态的关键区域。
本研究表明PLA2G6蛋白定位于MAM并物理结合IP3R1-GRP75-VDAC1复合物。PLA2G6缺乏会导致该复合物稳定性下降,加速IP3R1降解,进而减少内质网-线粒体接触并损害钙离子转运。值得注意的是,引入MAM连接蛋白可逆转由PLA2G6缺失引起的表型。
在携带PLA2G6突变的帕金森病患者诱导多能干细胞分化而来的多巴胺能神经元中,进一步证实了MAM结构与功能受损,凸显其在帕金森病发病机制中的作用。上述发现揭示了PLA2G6在线粒体相关内质网膜中的核心功能,并提示调控细胞器间接触可作为纠正帕金森病离子通道功能异常与能量失衡的潜在治疗策略。
帕金森病(PD)是最常见的神经退行性疾病之一,以黑质致密部多巴胺能神经元进行性丢失为特征,目前尚无根治方法。大多数帕金森病为散发病例,5%–10%为家族性病例,与PARK位点突变相关。但散发性与家族性PD表型相似,提示二者可能存在共同的潜在发病机制。
帕金森病的一个关键细胞特征是内质网(ER)与线粒体同时功能异常,多个PD相关基因突变可导致这些细胞器稳态紊乱。目前单独靶向内质网或线粒体的治疗效果有限,这提示内质网-线粒体接触位点可能在帕金森病发病机制中发挥关键作用。
线粒体相关内质网膜(MAM)是内质网膜上一段特化区域,与线粒体外膜紧密相邻(间距<30nm)。多个分子复合物负责维系MAM结构。MAM调控多种关键细胞生命活动,包括磷脂合成、Ca2+转运、内质网应激、线粒体质量控制、自噬及铁死亡等。
遗传学研究已发现磷脂酶A2第VI组基因(PLA2G6,亦称PARK14)至少存在54种突变,该基因编码钙非依赖性磷脂酶A2β(PLA2G6),与PLA2G6相关肌张力障碍-帕金森综合征相关。既往研究表明,PLA2G6同时定位于内质网与线粒体,在维持神经元内质网及线粒体稳态中至关重要。
已有研究证实MAM功能异常参与α-突触核蛋白、DJ-1、Parkin相关帕金森病等神经退行性疾病的发生,但PLA2G6是否特异性定位于MAM并介导内质网-线粒体通讯尚不明确。
PLA2G6缺失破坏内质网-线粒体接触及钙离子转运(摘自nature communications)
本研究发现,在Pla2g6敲除(KO)的N2a细胞、小鼠脑组织以及携带PLA2G6突变的帕金森病患者来源多巴胺能神经元中均存在MAM功能异常,进而导致线粒体Ca2+摄取与ATP生成障碍。该异常源于PLA2G6缺失破坏IP3R1-GRP75-VDAC1复合物并加速IP3R1降解。上述结果揭示了一种参与PLA2G6相关帕金森病病理进程的分子机制。
原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-026-70752-1