2011年公卫执业医师考试辅导：帕金森氏症与锰中毒关系

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　　美国宾夕法尼亚大学细胞与发育生物学助理教授奥龙·基特勒博士领导的研究小组近日发现，帕金森氏症在遗传与环境起因之间存在某种联系。他们找到了两种帕金森氏症基因（α-突触核蛋白与PARK9）之间的遗传相互作用，并确定PARK9蛋白可保护细胞免于锰中毒。相关论文发表在《自然—遗传学》（Nature Genetics）上。
　　锰中毒是一种与帕金森氏症相类似的综合征的环境风险因子，盛行于采矿、焊接及钢铁制造等行业。暴露于高浓度的锰金属环境中，会对中枢神经系统产生影响，引发类似于帕金森氏症的运动及痴呆症状。
　　在帕金森氏症患者身上，通常可发现α-突触核蛋白在大脑中错误折叠，形成团块。基特勒用研究疾病蛋白的模型系统——酵母细胞，也会形成团块并在该蛋白高水平表达时死亡。
　　基特勒等人早已开始寻找能防止因α-突触核蛋白在酵母中错误折叠而造成细胞死亡的基因，最终找到了几个基因。动物试验表明，其中一些（包括一种先前并未被特征化的酵母基因YOR291W）可保护神经元免受α-突触核蛋白毒性作用的侵扰。
　　与此同时，欧洲研究人员发表报告指出，一种提前发作的帕金森氏症类型正是因PARK9基因突变所致。基特勒经过对酵母进行筛选，证实酵母中的YOR291W基因与人类PARK9基因最为接近，它是一种可解除α-突触核蛋白毒性作用的基因。这项发现表明，帕金森氏症基因能以先前意想不到的方式进行互动。
　　由于YOR291W基因与PARK9基因的类似性，基特勒等人将其重新命名为YPK9.美国普渡大学与阿拉巴马大学的研究人员与基特勒等人合作，证实了PARK9基因也能保护神经元免于α-突触核蛋白的毒害。
　　之后，基特勒研究小组开始研究YPK9的功能。他们发现，YPK9对一种金属转运蛋白进行编码，其序列与已知的、能运送金属的其他蛋白相类似。研究人员将酵母的YPK9基因删除，将其暴露在各种不同的过量金属中，如锌、铜、锰、铁等，最后发现，在所有被测试金属中，只有当锰存在时，具有YPK9缺陷的酵母才生长得不太好，它们对锰过敏。
　　研究人员还发现，由YPK9制造的蛋白被局限在酵母细胞的液泡膜中，液泡是细胞的内部组成部分，可将有毒物质进行隔离以进一步处理。据此，研究人员提出假设：液泡就是细胞中的一个捕捉毒素的袋子，以吸收锰并将其隔离以解毒，使其远离其他的细胞器。PARK9一旦发生突变，将导致酵母或人类身上的液泡解毒过程出现功能障碍。