文章信息
- 刘馨, 李威, 杜宇征, 张丽丽, 王冰, 曹蕊, 郑高晗
- LIU Xin, LI Wei, DU Yuzheng, ZHANG Lili, WANG Bing, CAO Rui, ZHENG Gaohan
- PINK1/Parkin信号通路介导线粒体自噬在中西医防治帕金森病中的研究进展
- Research progress on PINK1/Parkin pathway-mediated mitophagy in the prevention and treatment of Parkinson's disease with integrated Chinese and Western medicine
- 天津中医药大学学报, 2026, 45(1): 110-118
- Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2026, 45(1): 110-118
- http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2026.01.15
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文章历史
收稿日期: 2025-09-10
2. 中医国家临床医学研究中心, 天津 300381
2. National Clinical Research Center for Chinese Medicine, Tianjin 300381, China
帕金森病(PD)是以静止性震颤、运动迟缓、肌肉僵直为典型症状的一种渐进性的神经系统退行性病变[1]。近30年,全球PD患病率急剧增长,患者数量已经超过600万[2]。西医治疗PD多采用多巴胺替代疗法,早期可以缓解症状,但无法阻止疾病进展,长期使用容易出现不良反应[3]。中医将PD归属于“颤证”范畴,其理论源于《黄帝内经》,后世医家在整体观念和辨证论治基础上不断完善。中药治疗不良反应相对较少,且耐受性良好[4]。同时,针刺治疗也可以降低PD患者对多巴胺能药物和抗胆碱能药物的依赖程度,可以作为有效的辅助治疗手段[5]。线粒体自噬通过清除受损线粒体来控制其数量与质量,维持细胞稳态。自噬过程主要归为两种途径:泛素依赖性途径与非泛素依赖性途径。泛素依赖性途径以PTEN诱导的假定激酶1(PINK1)与帕金蛋白(Parkin)所介导的信号传导通路为核心;非依赖性途径由受体介导和脂质介导两种形式组成。它们协同去除受损线粒体。研究表明,线粒体功能障碍是PD的重要致病因素之一[6],而激活PINK1/Parkin信号通路可以改善线粒体功能,进而降低神经损伤程度[7]。因此,本研究围绕PINK1/Parkin介导的线粒体自噬展开探讨,说明其在PD发病过程的作用机制以及中西医干预方法,旨在为PD防治研究提供理论依据。
1 线粒体自噬概述线粒体作为细胞动力源,既能生成腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)维持细胞存活,同时也参与细胞凋亡。线粒体受损后,ATP合成效率降低并且释放过量活性氧(ROS),如果不能及时将过量积累的ROS清除,则会引起细胞凋亡[8]。所以,线粒体自噬属于细胞保护机制。早期线粒体损伤时,其膜通透性发生改变,引发线粒体去极化与膜电位丧失,此过程可以激活相关蛋白。随后,受损线粒体被早期自噬体包裹形成线粒体自噬体,这是线粒体自噬过程的关键起始步骤。中期,线粒体自噬体与溶酶体结合形成成熟的线粒体自噬溶酶体,为后续降解过程提供场所。后期,酸性水解酶从溶酶体转移至自噬体,促使线粒体降解并实现营养物质循环利用,这一系列过程完整构成了线粒体自噬的动态循环机制[9]。因此,适量的线粒体自噬可以保障线粒体质量,维持细胞内稳态,而无秩序的线粒体自噬可以激活凋亡相关蛋白导致细胞凋亡增多[10]。
2 PINK1/Parkin介导的线粒体自噬途径PINK1是一种靶向线粒体应激的丝氨酸/苏氨酸泛素激酶[11],含有多个功能结构域,N端的线粒体靶向序列(MTS)可以将PINK1定位至线粒体;中部的激酶结构域,能够催化底物磷酸化;C端的多个调节结构域,参与蛋白的稳定性调节及与其他蛋白的相互作用[12]。正常情况下,PINK1汇聚在线粒体外膜(OMM),在外膜转位酶(TOM)复合物和内膜转位酶(Tim)23复合物的作用下转运至线粒体内膜(IMM)[13],进入IMM的PINK1在基质处理肽酶(MPP)作用下去除其N端MTS,并被早老素相关菱形样蛋白(PARL)切割,最终使PINK1在细胞溶质中被泛素蛋白酶体系统快速降解[14]。因此在生理条件下,PINK1水平较低。当线粒体受损时,PINK1的导入受到抑制,导致其稳定聚集在外膜的细胞质面上[15],并且特异性地对线粒体蛋白上的泛素分子(Ub Ser65)进行磷酸化。这些磷酸化泛素(pUb)是关键的信号分子,招募细胞质中的Parkin汇集至线粒体表面。Parkin属于一种在细胞质溶胶中驻留的E3泛素连接酶[16],其分子由465个氨基酸残基构成,整体结构呈现出类似蛇形的盘绕形态,通过多种疏水性相互作用形成紧凑且稳固的构象[17]。而Parkin结合pUb后,构象会发生显著变化,从原本自抑制的无活性状态转变为完全活化的E3泛素连接酶[18],在OMM上启动泛素化级联反应,对线粒体蛋白(如MFN1/2、Drp1、Miro、VDAC等)进行广泛泛素化,形成多聚泛素链。已经被泛素化的线粒体蛋白随后会被自噬受体(如OPTN、NDP52等)识别,自噬受体借助其LC3相互作用区(LIR),与自噬小体膜上的LC3/GABARAP家族蛋白(如LC3-Ⅱ)发生结合,最终导致受损的线粒体被包裹在自噬小体内,通过自噬途径被溶酶体降解,进而完成受损线粒体清除[19-20]。
3 PINK1/Parkin介导的线粒体自噬与PD的关系PD的主要病理特征是黑质多巴胺能神经元变性和路易小体形成[21]。研究发现,PD患者的多巴胺能神经元大多存在线粒体功能障碍的典型改变,如在PD动物模型细胞内存在显著变大的水肿样线粒体,提示细胞无法清除受损线粒体,即线粒体自噬功能出现缺陷[22]。泛素依赖途径介导的线粒体自噬与PD的关系主要以PINK1/Parkin信号通路为代表,研究发现,当PINK1或Parkin基因缺乏或突变时,细胞内线粒体自噬过程受阻,受损的线粒体无法及时得到清除,其膜通透性上升,释放出诸如细胞色素c的促凋亡因子,引起细胞应激反应,推动ROS产量上升,致使多巴胺能神经元出现氧化损伤与凋亡,这一系列病理改变不断进展,逐步破坏黑质纹状体路径,最终诱发PD的出现与进展[23]。缺乏PINK1的小鼠表现出多巴胺释放受损[24]、线粒体呼吸受到影响、对氧化应激的敏感性增加、体质量逐渐减轻以及老年小鼠的运动活动选择性减少[25]。Vincow等[26]通过对比Parkin基因突变果蝇(实验组)与自噬功能缺陷果蝇(对照组)的线粒体蛋白半衰期,发现两组半衰期的变化趋势高度相似,均表现为延长态势。此现象表明,Parkin基因发生突变时,可能会抑制线粒体自噬,进而减缓新旧线粒体的替换速度,致使受损的线粒体蛋白无法被及时降解。突触标记蛋白-11(Syt11)是PD风险基因之一,也是一种Parkin底物[27]。它在脑区的过表达会减少纹状体中多巴胺的释放,抑制海马神经元突触内吞作用和囊泡补充,诱导多巴胺能神经元的进行性丢失。因此,Parkin功能障碍会导致Syt11积累,启动PD的发病机制[28]。Wen等[29]发现PINK1/Parkin通路介导的线粒体自噬能够缓解镉诱发的大鼠大脑皮层神经元凋亡,起到神经保护作用。此外,研究表明Parkin可以进一步增强PINK1介导的保护性线粒体自噬,说明PINK1和Parkin协同控制线粒体稳态,在PD发病过程发挥关键作用[30]。PINK1/Parkin信号通路介导的线粒体自噬与PD发病机制见图 1。
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| 图 1 PINK1/Parkin信号通路介导的线粒体自噬与PD发病机制 |
研究发现,降压药、免疫调节剂、抗代谢类抗肿瘤药、镇静药等现代药物,可以通过干预PINK1/Parkin通路介导的线粒体自噬发挥神经保护作用。
非洛地平是一种临床常用的钙通道阻滞剂(CCB),主要用于治疗高血压病和慢性稳定型心绞痛。相关研究发现,非洛地平借助调节Parkin蛋白表达诱发线粒体开展自噬,通过酪氨酸羟化酶(TH)途径保护多巴胺能神经元,让其免受神经退行性病变及神经包涵体干扰,从而显著改善由鱼藤酮(ROT)诱导的PD[31]。作为口服免疫调节剂,芬戈莫德(FTY720)可以治疗复发-缓解型多发性硬化症,依靠调节淋巴细胞的迁移以及神经细胞S1P受体发挥作用,而S1P受鞘氨醇1-磷酸受体(S1PRs)调控,其中S1PR1是PINK1/Parkin通路的调节因子之一,FTY720可以提高S1PR1和磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)水平,帮助Parkin在PINK1上实现累积,促进线粒体自噬,提高PINK1、Parkin和BCL2相互作用蛋白3(BNIP3)的蛋白表达水平,从而恢复PD小鼠的神经行为功能[32]。阿糖胞苷(Ara-C)是一种针对急性白血病的抗代谢治疗药物,研究证实Ara-C能够阻止多巴胺能神经元死亡。Li等[33]发现Ara-C可以改善1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)诱导的PD小鼠模型黑质部位神经病变,保障线粒体形态稳定,提高PINK1、Parkin、电压依赖性阴离子通道1(VDAC1)以及帕金森病蛋白7(DJ-1)表达,通过激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)促进PINK1/Parkin诱导的线粒体自噬。右美托咪定(Dex)是一种高选择性α2肾上腺素能激动剂。Chen等[34]发现,MPTP诱导的小鼠模型经Dex处理后,PINK1、Parkin及LC3Ⅱ/Ⅰ比例随p62降低而升高,发现Dex可以借助激活AMPK以增强PINK1/Parkin介导的线粒体自噬能力,从而改善PD小鼠线粒体功能障碍,降低氧化应激水平,进而降低神经元凋亡数量。福莫特罗作为一种长效β2受体激动剂,主要用于治疗支气管哮喘以及慢性阻塞性肺疾病等以气道痉挛为主的呼吸道疾病。研究发现,经福莫特罗治疗后,ROT诱导的PD大鼠模型β2-肾上腺素受体表达成功上调,并借助激活PINK1和Parkin促进线粒体自噬且保留线粒体膜电位[35]。丁苯酞(NBP)是神经内科常用药物,表现出多种神经保护效能,例如维持线粒体正常功能、改善微循环环境、提升抗氧化酶活性及抑制神经细胞凋亡。王文文等[36]研究表明,经过NBP干预后,线粒体肿胀程度及内部嵴断裂程度显著减轻,且自噬小体数量逐渐增加。蛋白免疫印迹(Western blot)分析结果进一步证实,NBP能够提高PINK1和Parkin蛋白表达量,同时降低p62表达水平,在促进线粒体自噬方面发挥积极作用。
综上所述,现代药物干预多遵循“精准靶向”思路,以明确的化学成分作为作用载体,通过直接激活或调控通路关键分子(如S1PR1、AMPK等),来调节PINK1和Parkin蛋白的表达,促进线粒体自噬启动,作用机制相对明确。研究表明,一些中药的关键提取物干预方式与现代药物类似,均具有靶向调控PINK1和Parkin蛋白表达的特点。而中医强调整体观念与辨证论治,在使用中药复方或针灸治疗PD时,发挥作用的物质基础会相对复杂,涉及多种成分的协同作用,不仅可以调节PINK1/Parkin通路,还可能通过其他途径对机体产生综合调节作用,达到“扶正祛邪”的治疗效果。下文将重点阐述中医药通过调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬治疗PD的研究进展。
5 中医药干预PINK1/Parkin介导的线粒体自噬对PD的影响近年来有关线粒体自噬与中医药关系的探讨逐渐增多,王亚男等[37]认为中医所言的“精、气、血”是维持生命活动的基本物质,与线粒体作为能量代谢中心的功能高度对应,而“痰”“瘀”等病理产物则类似于线粒体自噬功能受损后累积的ROS和异常蛋白。张永超等[38]提出“虚气留滞”是PD的核心病机,认为元气亏虚导致气血津液运化失常,气滞、痰阻、血瘀相互搏结,壅滞于经络,这与现代研究中线粒体自噬功能障碍导致异常蛋白聚集和氧化应激增强的特征相吻合。研究发现,祛痰化瘀方能够改善痰浊血瘀型动物模型的线粒体功能,显著提升ATP活性[39],提示此类方剂可能通过恢复线粒体自噬功能清除病理产物。综上所述,通过“清除”痰、瘀,“恢复”精气血以调节线粒体自噬,可能为中医药治疗PD提供新思路。
5.1 中药单体中药的关键提取物往往是该中药发挥疗效的主要成分,研究发现一些中药特定的提取物可以调节PINK1/Parkin通路所介导的线粒体自噬过程,起到神经保护功效。下文整合了黄芪甲苷(AS-Ⅳ)、槲皮素、雷公藤红素、丹皮酚等中药单体调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬机制研究情况。
5.1.1 苷类AS-Ⅳ是从黄芪中提取的一种四环三萜皂苷成分,能够调节免疫、保护心脏、防止肝损伤。夏美玲[40]发现,AS-Ⅳ能够促使老化星形胶质细胞内的LC3Ⅰ向LC3Ⅱ转化,同时有效降低p62表达水平。此外,在调控线粒体相关蛋白方面,AS-Ⅳ可以显著提升线粒体中PINK1与Parkin的表达量,降低TOM20表达水平,提高线粒体膜电位水平,减少ROS生成,表明AS-Ⅳ可以通过促进线粒体自噬、降低衰老星形胶质细胞在黑质致密室中累积,实现对PD小鼠的神经保护。肉苁蓉苷A(CA)是具有抗氧化以及神经保护作用的苯乙醇苷化合物。Xu等[41]借助体外实验发现,CA可以有效减轻MPP诱导的神经元损伤以及线粒体膜电位下降,推动PINK1/Parkin/p62信号通路激活,减少氧化应激的不利影响,对MPP诱导的神经毒性表现出保护作用。红景天苷(Sal)具有抗疲劳、抗氧化及保护心血管等多种药理特性。王松海等[42]发现MPP-诱导的PC12细胞线粒体膜电位水平明显下降,微管相关蛋白1轻链3β(LC-3β)和自噬相关蛋白beclin1(Beclin1)表达水平上升,同时PINK1和Parkin表达水平下降,当使用Sal对细胞进行预处理后,上述相关细胞的损伤状况均得到显著改善。进一步研究发现,Sal在抑制MPP-诱导的PC12细胞凋亡过程中,表现出明显的浓度依赖效应,推测其作用机制或许与激活线粒体自噬信号通路存在紧密关联。Li等[43]研究表明,Sal处理可以减轻MPTP诱导的多巴胺神经元损伤,继而激活PINK1/Parkin信号传导途径,促进线粒体自噬,同时发现PINK1的沉默对Sal诱导的线粒体自噬及其细胞保护作用产生了抑制,进一步确认Sal通过调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬来实现神经保护效果。作为天然苯乙醇苷类化合物的毛蕊花糖苷(ACT),呈现出抗氧化、抗炎及神经保护等多种药理特性,广泛存在于肉苁蓉与生地黄等中药材中。相关研究表明,ACT与PINK1蛋白以及Parkin蛋白在分子对接层面展现出较高的亲和力。基于这一结果,推测ACT或许能够通过强化以PINK1/Parkin信号通路为依托的线粒体自噬过程,进而发挥神经保护作用,尤其针对与PD密切相关的神经细胞[44]。
5.1.2 黄酮类广泛存在于槐花、牡丹皮等植物中的槲皮素是一种黄酮类化合物,具备抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种生理功能。Wang等[45]经体外研究发现,经过槲皮素处理后的线粒体质量控制机制显著增强,PINK1和Parkin表达增多,进一步研究发现抑制PINK1或Parkin表达会削弱槲皮素神经保护效应,因此推断槲皮素依靠激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬通道,改善线粒体质量调控,进而有效保护了神经元细胞。水飞蓟宾为菊科水飞蓟种子提取的黄酮类木脂素,具有保护肝细胞膜、促进肝细胞再生以及抗氧化作用,Liu等[46]发现它可以凭借上调PINK1、Parkin及LC3-Ⅱ/Ⅰ表达,提高线粒体膜电位和自噬水平,从而改善MPTP诱导的PD大鼠运动功能障碍。桑黄素可以归为天然黄酮类化合物,主要从黄桑木、桑橙树等桑科植物树皮提取而得,具备抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种潜在生物活性。Wang等[47]研究表明,在MPTP诱导的PD模型中,桑黄素激活PINK1/Parkin信号通路,推动自噬过程启动,促进自噬相关蛋白LC3-Ⅱ表达,实现对多巴胺神经元的保护,进而缓解PD大鼠行为缺陷。
5.1.3 萜类雷公藤红素是一种从雷公藤植物中提取的天然五嗪三萜烯类化合物,具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤及神经保护等作用。Deng等[48]、Lin等[49]研究说明,雷公藤红素通过增加PINK1、DJ-1水平及降低富亮氨酸重复激酶2(LRRK2)水平来激活线粒体自噬,说明其在PD治疗方面具有很大潜力。穿心莲内酯(AG)作为一种双环二萜内酯化合物,能够穿越血脑屏障,减轻由炎症引起的神经退行性病变[50]。王辉等[51]观察发现AG提高了小鼠模型PINK1、Parkin、LC3-Ⅱ/Ⅰ表达,降低了白细胞介素-1β(IL-1β)、含NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)、p62水平,通过诱导线粒体自噬以及减轻神经炎症改善PD小鼠神经行为学功能。
5.1.4 酚酸类丹皮酚是从毛茛科牡丹的根皮以及萝摩科徐长卿的干燥根或全草里提取的主要活性成分,具有消炎、抗菌、抗过敏与解热镇痛等多种药理特性。王训翠等[52]研究发现丹皮酚可以上调MPP+诱导的Parkin蛋白表达,抑制线粒体自噬应激发生,保障线粒体功能稳定,从而实现对神经细胞的保护。
5.1.5 其他鸭嘴花酮碱是具有扩张支气管、抗炎等多种生物学活性的一种喹唑啉生物碱。Huang等[53]研究表明,鸭嘴花酮碱通过激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬,改善百草枯导致的SH-SY5Y细胞损伤,抑制细胞内α-syn聚集,阻止ROS生成,减少膜电位丧失,以维持线粒体的稳定状态并阻止细胞死亡,暗示鸭嘴花酮碱可以作为潜在的PD治疗候选药物。知母宁具有抗炎、抗氧化、神经保护作用,从百合科知母中提取而得。研究表明,知母宁可以升高线粒体内PINK1、Parkin、BCL2相互作用蛋白3样(NIX)、BNIP3、含FUN14域1(FUNDC1)和p62蛋白表达水平,自噬蛋白水平上调可以对线粒体发挥保护效果,对维持神经元的生命活动起到助力[54]。中药单体调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬对PD的作用机制见表 1。
| 药物 | 成分 | 作用机制 | 参考文献 |
| 黄芪 | AS-Ⅳ | PINK1↑,Parkin↑,LC3-Ⅱ↑,p62↓,TOM20↓ | [40] |
| 肉苁蓉 | CA | PINK1↑,Parkin↑,p62↑ | [41] |
| 红景天 | Sal | PINK1↑,Parkin↑ | [42-43] |
| 肉苁蓉、生地黄 | ACT | 与PINK1、Parkin高亲和力 | [44] |
| 槐花、牡丹皮 | 槲皮素 | PINK1↑,Parkin↑ | [45] |
| 水飞蓟 | 水飞蓟宾 | PINK1↑,Parkin↑,LC3-Ⅱ/Ⅰ↑ | [46] |
| 桑科植物 | 桑黄素 | PINK1↑,Parkin↑,LC3-Ⅱ↑ | [47] |
| 雷公藤 | 雷公藤红素 | PINK1↑,DJ-1↑,LRRK2↓ | [48-49] |
| 穿心莲 | AG | PINK1↑,Parkin↑,LC3-Ⅱ/Ⅰ↑,IL-1β↓,NLRP3↓,p62↓ | [51] |
| 牡丹、徐长卿 | 丹皮酚 | Parkin↑ | [52] |
| 鸭嘴花 | 鸭嘴花酮碱 | PINK1↑,Parkin↑,α-syn↓,ROS↓ | [53] |
| 知母 | 知母宁 | PINK1↑,Parkin↑,NIX↑,BNIP3↑,FUNDC1↑,p62↑ | [54] |
中药复方凭借其独特的配伍理论,通过多成分协同发挥作用,以多靶点调控参与PD病理进程的调节。芍地帕宁方是杨文明教授在“固本培元”“乙癸同源”思想指导下创制的治疗PD的协定方,方中所含单味中药白芍、熟地黄、枸杞子、肉苁蓉、地龙、鸡血藤。董薇[55]研究发现芍地帕宁方借助激活SIRT3/PINK1/Parkin通路增加酪氨酸羟化酶(TH)含量以及沉默信息调节因子3(SIRT3)、PINK1、Parkin、LC3BⅡ/Ⅰ蛋白表达,降低α-syn含量,改善PINK1/Parkin通路异常引起的线粒体自噬功能障碍,减轻PD病理损伤。赵杨教授创制的温肾养肝汤包含肉苁蓉、乌药、益智仁、山药、炒白芍以及钩藤6种药材。徐成成等[56]研究表明,该方能够提升PD小鼠黑质区域中复合体Ⅰ(Complex Ⅰ)及ATP酶的活性,同时促进PINK1、Parkin、VDAC1及LC3Ⅱ/Ⅰ等相关蛋白表达,降低p62蛋白表达,最终提高线粒体的自噬能力,清除功能受损的线粒体。
5.3 针灸针刺疗法在PD治疗中展现出了可靠的有效性与安全性[57]。研究发现,“通督调神”针刺法能够上调PD小鼠脑黑质中PINK1、Parkin、PINK1 mRNA、Parkin mRNA表达量,增进线粒体自噬水平,改善多巴胺能神经元的退化现象[58]。萧有智[59]研究发现,针刺“百会”“阳陵泉”2个穴位可以调控Thy1-αSyn转基因PD模型小鼠脑黑质PINK1/Parkin线粒体自噬相关蛋白与基因的活性,提高小鼠脑部黑质线粒体自噬水平,有效抑制脑黑质多巴胺能神经元的缺失现象。DJ-1作为PINK1/Parkin通路的关键下游调控因子[60],其表达缺失会显著抑制PINK1/Parkin介导的线粒体自噬途径,造成自噬受体蛋白无法有效汇聚至受损线粒体,进而引起多巴胺能神经元损伤,而电针刺激能够明显上调PD模型小鼠黑质、纹状体区域DJ-1表达水平,促进线粒体自噬开启,从而有效减轻神经元功能损害[61]。汪瑶[62]发现通过电针刺激PD模型大鼠“太冲”穴与“风府”穴,能够显著提升PD大鼠体内Parkin蛋白及其对应基因表达量,进而有效改善PD大鼠的行为学相关症状表现。张贵君等[63]发现电针“太冲”“风府”和“足三里”可以对PINK1/Parkin信号通路发挥作用,提高LC3Ⅱ mRNA、LC3Ⅱ蛋白水平,降低p62 mRNA及p62蛋白含量,去除α-syn的堆积物,恢复脑黑质与结肠组织的线粒体自噬功能,减轻PD临床症状。
6 讨论目前,PD发病率随人口老龄化进程而增加,已经成为全世界公共卫生领域的重大挑战。其病理特征主要是黑质多巴胺能神经元变性及路易小体形成。研究表明线粒体功能障碍是PD发病机制中无法忽视的问题之一,其中线粒体自噬功能可以保证神经元细胞内线粒体的及时更替,维持细胞稳态。若无法及时清除受损线粒体,则会引发ROS大量产生、膜电位丧失等一系列级联反应,最终加速神经元凋亡进程。目前,对于线粒体自噬在PD发病机制中的研究,主要集中在泛素依赖性途径和其他非泛素依赖性途径两大方面,研究内容涉及范围较广。然而深入研究某个特定的信号通路,或许能够更加精准地揭示PD发病机制。PINK1/Parkin通路作为现阶段研究最为深入的泛素依赖性线粒体自噬机制,其依赖精细的泛素化标记系统达成对受损线粒体的高效识别,同时具有对线粒体损伤快速响应以及与下游效应分子紧密耦合的特点,这些特性使该机制在维持神经元线粒体稳态方面发挥关键作用。本研究以PINK1/Parkin这一线粒体自噬关键通路作为切入点,系统探讨了该通路所介导的线粒体自噬在PD发生发展中的关键作用,进一步讨论了中西医通过调控该机制实现靶向治疗手段的研究进展。
总结发现,针对PINK1/Parkin通路介导的线粒体自噬,现代药物的相关研究已经在实验阶段取得初步成果,为构建相关理论体系提供了重要佐证。同时,中医药对PD相关线粒体自噬功能的调控也具有显著成效,多种中药活性成分、复方以及针灸治疗皆能通过调节PINK1/Parkin信号通路对线粒体自噬过程进行调控,在“扶正”(改善线粒体功能)与“祛邪”(清除受损线粒体与异常蛋白)之间重建平衡,展现出独特的治疗理念与应用前景。然而,当前研究仍存在一定局限性:1)大多数研究成果源于细胞和动物模型,虽然它们能够模拟PD的部分病理特征,但是与人类疾病的发生发展仍然存在差异,因此需要通过大量的临床观察,积累足够的临床数据来进一步验证这些发现。2)线粒体自噬过程复杂,需要多种通路协同参与和动态调控,所以无论是西医还是中医,针对PINK1/Parkin通路调控作用机制的研究均相对局限,相关通路之间是否存在交互作用仍然需要进一步挖掘。3)现代药物和多种中药活性成分对PD具有明确的治疗潜力,然而,它们通过何种给药途径(如口服给药、注射给药、靶向递药系统等)以及药物代谢途径是否能够最大化发挥治疗效应,需要进一步开展相关药剂学与药代动力学研究。4)目前,中药复方相关研究较少,多集中在单一活性成分对PINK1/Parkin通路的调控作用,如何通过优化“君臣佐使”配伍结构以加强对该通路的调控需要深入探究。
综上所述,PINK1/Parkin通路介导的线粒体自噬机制为PD的防治提供了新靶点。例如,针对Parkin基因突变导致的家族性PD,基因治疗或靶向药物干预具有一定的临床转化潜力。此外,中西医结合治疗PD,可以在提高疗效的同时减少不良反应,实现对PD的长期有效管理,应当是未来重要的研究方向。具体而言,可以将现代靶向药物和具有多成分、多靶点调控优势的中药复方或针灸联合应用,通过开展中西医结合的多中心随机对照试验,系统评估联合治疗在改善患者症状和延缓疾病进展方面的协同作用,从而进一步验证中西医结合治疗PD的有效性与安全性。
| [1] |
陈宗元, 黄春丽, 官检发, 等. 帕金森病的流行病学、发病机制及药物的研究进展[J]. 海峡药学, 2018, 30(3): 48-50. |
| [2] |
TOLOSA E, GARRIDO A, SCHOLZ S W, et al. Challenges in the diagnosis of Parkinson's disease[J]. Lancet Neurology, 2021, 20(5): 385-397. DOI:10.1016/S1474-4422(21)00030-2 |
| [3] |
TAMBASCO N, ROMOLI M, CALABRESI P. Levodopa in Parkinson's disease: Current status and future developments[J]. Current Neuropharmacology, 2018, 16(8): 1239-1252. DOI:10.2174/1570159X15666170510143821 |
| [4] |
付新钰, 刘源香. 中西医治疗帕金森病研究进展[J]. 中国中医药现代远程教育, 2025, 23(2): 157-159. |
| [5] |
ZHAO Y, ZHANG Z, QIN S, et al. Acupuncture for Parkinson's disease: Efficacy evaluation and mechanisms in the dopaminergic neural circuit[J]. Neural Plasticity, 2021, 2021: 9926445. |
| [6] |
CHEN C, TURNBULL D M, REEVE A K. Mitochondrial dysfunction in Parkinson's disease-cause or consequence?[J]. Biology, 2019, 8(2): 38. DOI:10.3390/biology8020038 |
| [7] |
WANG Y, LUO S, SU H, et al. BL-918 activates PINK1/Parkin signaling pathway to ameliorate the progression of Parkinson's disease[J]. Journal of Biological Chemistry, 2024, 300(8): 107543. DOI:10.1016/j.jbc.2024.107543 |
| [8] |
NUNNARI J, SUOMALAINEN A. Mitochondria: in sickness and in health[J]. Cell, 2012, 148(6): 1145-1159. DOI:10.1016/j.cell.2012.02.035 |
| [9] |
HARPER J W, ORDUREAU A, HEO J M. Building and decoding ubiquitin chains for mitophagy[J]. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2018, 19(2): 93-108. DOI:10.1038/nrm.2017.129 |
| [10] |
LI J, WU J, ZHOU X, et al. Targeting neuronal mitophagy in ischemic stroke: An update[J]. Burns & Trauma, 2023, 11: tkad018. |
| [11] |
PICKRELL A M, YOULE R J. The roles of PINK1, parkin, and mitochondrial fidelity in Parkinson's disease[J]. Neuron, 2015, 85(2): 257-273. DOI:10.1016/j.neuron.2014.12.007 |
| [12] |
BARAZZUOL L, GIAMOGANTE F, BRINI M, et al. PINK1/Parkin mediated mitophagy, Ca2+ signalling, and ER-mitochondria contacts in Parkinson's disease[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2020, 21(5): 1779. DOI:10.3390/ijms21051779 |
| [13] |
GREENE A W, GRENIER K, AGUILETA M A, et al. Mitochondrial processing peptidase regulates PINK1 processing, import and Parkin recruitment[J]. EMBO Reports, 2012, 13(4): 378-385. DOI:10.1038/embor.2012.14 |
| [14] |
HASSON S A, KANE L A, YAMANO K, et al. High-content genome-wide RNAi screens identify regulators of parkin upstream of mitophagy[J]. Nature, 2013, 504(7479): 291-295. DOI:10.1038/nature12748 |
| [15] |
陈晓虹, 刘敏丽. PINK1/Parkin通路介导的线粒体自噬在神经系统损伤中的研究进展[J]. 延安大学学报(医学科学版), 2023, 21(3): 99-103. |
| [16] |
WENZEL D M, LISSOUNOV A, BRZOVIC P S, et al. UBCH7 reactivity profile reveals parkin and HHARI to be RING/HECT hybrids[J]. Nature, 2011, 474(7349): 105-108. DOI:10.1038/nature09966 |
| [17] |
TREMPE J F, SAUVé V, GRENIER K, et al. Structure of parkin reveals mechanisms for ubiquitin ligase activation[J]. Science, 2013, 340(6139): 1451-1455. DOI:10.1126/science.1237908 |
| [18] |
AGARWAL S, MUQIT M. PTEN-induced kinase 1(PINK1) and Parkin: Unlocking a mitochondrial quality control pathway linked to Parkinson's disease[J]. Current Opinion in Neurobiology, 2022, 72: 111-119. DOI:10.1016/j.conb.2021.09.005 |
| [19] |
SUKHORUKOV V, VORONKOV D, BARANICH T, et al. Impaired mitophagy in neurons and glial cells during aging and age-related disorders[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2021, 22(19): 10266. DOI:10.3390/ijms221910266 |
| [20] |
WAUER T, SIMICEK M, SCHUBERT A, et al. Mechanism of phospho-ubiquitin-induced PARKIN activation[J]. Nature, 2015, 524(7565): 370-374. DOI:10.1038/nature14879 |
| [21] |
吴恒, 张鑫, 韩明明, 等. 帕金森发病机制、药物治疗及早期生物标志物研究进展[J]. 空军军医大学学报, 2024, 45(12): 1483-1488. |
| [22] |
WAGER K, RUSSELL C. Mitophagy and neurodegeneration: the zebrafish model system[J]. Autophagy, 2013, 9(11): 1693-1709. DOI:10.4161/auto.25082 |
| [23] |
WANG X L, FENG S T, WANG Z Z, et al. Parkin, an E3 ubiquitin ligase, plays an essential role in mitochondrial quality control in Parkinson's disease[J]. Cellular and Molecular Neurobiology, 2021, 41(7): 1395-1411. DOI:10.1007/s10571-020-00914-2 |
| [24] |
MORAIS V A, HADDAD D, CRAESSAERTS K, et al. PINK1 loss-of-function mutations affect mitochondrial complex I activity via NdufA10 ubiquinone uncoupling[J]. Science, 2014, 344(6180): 203-207. DOI:10.1126/science.1249161 |
| [25] |
KAUSAR S, WANG F, CUI H. The role of mitochondria in reactive oxygen species generation and its implications for neurodegenerative diseases[J]. Cells, 2018, 7(12): 274. DOI:10.3390/cells7120274 |
| [26] |
VINCOW E S, MERRIHEW G, THOMAS R E, et al. The PINK1-Parkin pathway promotes both mitophagy and selective respiratory chain turnover in vivo[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2013, 110(16): 6400-6405. |
| [27] |
NALLS M A, PLAGNOL V, HERNANDEZ D G, et al. Imputation of sequence variants for identification of genetic risks for Parkinson's disease: A meta-analysis of genome-wide association studies[J]. Lancet, 2011, 377(9766): 641-649. DOI:10.1016/S0140-6736(10)62345-8 |
| [28] |
WANG C, KANG X, ZHOU L, et al. Synaptotagmin-11 is a critical mediator of parkin-linked neurotoxicity and Parkinson's disease-like pathology[J]. Nature Communications, 2018, 9(1): 81. DOI:10.1038/s41467-017-02593-y |
| [29] |
WEN S, WANG L, ZHANG C, et al. PINK1/Parkin-mediated mitophagy modulates cadmium-induced apoptosis in rat cerebral cortical neurons[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2022, 244: 114052. DOI:10.1016/j.ecoenv.2022.114052 |
| [30] |
DEAS E, WOOD N W, PLUN-FAVREAU H. Mitophagy and Parkinson's disease: The PINK1-parkin link[J]. Biochimica et Biophysica Acta, 2011, 1813(4): 623-633. DOI:10.1016/j.bbamcr.2010.08.007 |
| [31] |
ABOU-HANY H O, EL-SHERBINY M, ELSHAER S, et al. Neuro-modulatory impact of felodipine against experimentally-induced Parkinson's disease: Possible contribution of PINK1-Parkin mitophagy pathway[J]. Neuropharmacology, 2024, 250: 109909. DOI:10.1016/j.neuropharm.2024.109909 |
| [32] |
RAJAN S, SOOD A, JAIN R, et al. Fingolimod exerts neuroprotection by regulating S1PR1 mediated BNIP3-PINK1-Parkin dependent mitophagy in rotenone induced mouse model of Parkinson's disease[J]. Neuroscience Letters, 2024, 820: 137596. DOI:10.1016/j.neulet.2023.137596 |
| [33] |
LI L, ZHANG Y, CHEN Z, et al. Cytarabine prevents neuronal damage by enhancing AMPK to stimulate PINK1/Parkin-involved mitophagy in Parkinson's disease model[J]. European Journal of Pharmacology, 2024, 977: 176743. DOI:10.1016/j.ejphar.2024.176743 |
| [34] |
CHEN C, CHEN Y, LIU T, et al. Dexmedetomidine can enhance PINK1/Parkin-mediated mitophagy in MPTP-induced PD mice model by activating AMPK[J]. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2022, 2022: 7511393. DOI:10.1155/2022/7511393 |
| [35] |
KHIDR H Y, HASSAN N F, ABDELRAHMAN S S, et al. Formoterol attenuated mitochondrial dysfunction in rotenone-induced Parkinson's disease in a rat model: Role of PINK-1/PARKIN and PI3K/Akt/CREB/BDNF/TrKB axis[J]. International Immunopharmacology, 2023, 125(Pt B): 111207. |
| [36] |
王文文, 邵彦江, 张新乐, 等. 丁苯酞软胶囊通过下调miR-137促进线粒体自噬对帕金森病大鼠发挥保护作用[J]. 中国病理生理杂志, 2021, 37(12): 2172-2179. |
| [37] |
王亚男, 胡敏棣, 张为强, 等. 基于"虚气留滞"探讨线粒体功能障碍对帕金森病的影响及中医药防治进展[J]. 辽宁中医药大学学报, 2025, 47(7): 1-12. |
| [38] |
张永超, 黄世敬, 王永炎. "虚气留滞"与帕金森病病机探讨[J]. 北京中医药大学学报, 2013, 36(12): 805-807. |
| [39] |
具星, 贾连群, 张哲, 等. 益气健脾化瘀祛痰方对脾虚痰浊动脉粥样硬化巴马小型猪心脏线粒体蛋白质组的影响[J]. 中华中医药杂志, 2017, 32(8): 3659-3662. |
| [40] |
夏美玲. 黄芪甲苷对抗星形胶质细胞老化损伤的机制研究[D]. 南京: 南京中医药大学, 2019.
|
| [41] |
XU C, WU Y, TANG L, et al. Protective effect of cistanoside A on dopaminergic neurons in Parkinson's disease via mitophagy[J]. Biotechnology and Applied Biochemistry, 2023, 70(1): 268-280. DOI:10.1002/bab.2350 |
| [42] |
王松海, 康超, 谢燕华, 等. 红景天苷通过抑制线粒体自噬通路减轻1-甲基-4-苯基吡啶离子诱导的PC12细胞凋亡实验研究[J]. 陕西医学杂志, 2021, 50(6): 652-656. |
| [43] |
LI R, CHEN J. Salidroside protects dopaminergic neurons by enhancing PINK1/Parkin-mediated mitophagy[J]. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2019, 2019: 9341018. |
| [44] |
木塔力甫·艾买提, 伊木然江·苏布哈提, 伊力亚尔·尼加提, 等. 毛蕊花糖苷通过调节线粒体自噬保护帕金森病神经细胞的作用研究[J]. 现代医药卫生, 2023, 39(16): 2715-2720. |
| [45] |
WANG W W, HAN R, HE H J, et al. Administration of quercetin improves mitochondria quality control and protects the neurons in 6-OHDA-lesioned Parkinson's disease models[J]. Aging, 2021, 13(8): 11738-11751. DOI:10.18632/aging.202868 |
| [46] |
LIU X, LIU W, WANG C, et al. Silibinin attenuates motor dysfunction in a mouse model of Parkinson's disease by suppression of oxidative stress and neuroinflammation along with promotion of mitophagy[J]. Physiology & Behavior, 2021, 239: 113510. |
| [47] |
WANG Z, CUI J, LI D, et al. Morin exhibits a neuroprotective effect in MPTP-induced Parkinson's disease model via TFEB/AMPK-mediated mitophagy[J]. Phytomedicine, 2023, 116: 154866. DOI:10.1016/j.phymed.2023.154866 |
| [48] |
DENG Y N, SHI J, LIU J, et al. Celastrol protects human neuroblastoma SH-SY5Y cells from rotenone-induced injury through induction of autophagy[J]. Neurochemistry International, 2013, 63(1): 1-9. |
| [49] |
LIN M W, LIN C C, CHEN Y H, et al. Celastrol inhibits dopaminergic neuronal death of Parkinson's disease through activating mitophagy[J]. Antioxidants, 2019, 9(1): 28. DOI:10.3390/antiox9010028 |
| [50] |
BURGOS R A, ALARCóN P, QUIROGA J, et al. Andrographolide, an anti-inflammatory multitarget drug: All roads lead to cellular metabolism[J]. Molecules, 2020, 26(1): 5. DOI:10.3390/molecules26010005 |
| [51] |
王辉, 任秀君, 谭小宇. 穿心莲内酯通过诱导线粒体自噬对实验性帕金森病小鼠改善作用研究[J]. 临床和实验医学杂志, 2022, 21(2): 117-122. |
| [52] |
王训翠, 朱国旗, 赖桂华, 等. 丹皮酚对MPP+诱导的SH-SY5Y细胞线粒体自噬和死亡的保护作用[J]. 中国药理学通报, 2018, 34(12): 1655-1661. |
| [53] |
HUANG C Y, SIVALINGAM K, SHIBU M A, et al. Induction of autophagy by vasicinone protects neural cells from mitochondrial dysfunction and attenuates paraquat-mediated Parkinson's disease associated α-Synuclein levels[J]. Nutrients, 2020, 12(6): 1897. DOI:10.3390/nu12061897 |
| [54] |
冯思同. 知母宁影响PD线粒体自噬的研究及中医药治疗PD伴抑郁的系统评价[D]. 北京: 北京中医药大学, 2021.
|
| [55] |
董薇. 芍地帕宁方调控SIRT3-PINK1-PARKIN通路介导的线粒体自噬治疗帕金森病的作用机制研究[D]. 合肥: 安徽中医药大学, 2024.
|
| [56] |
徐成成, 陆艳, 唐莉莉, 等. 温肾养肝汤对MPTP所致帕金森病多巴胺能神经元损伤保护的分子机制研究[J]. 南京中医药大学学报, 2022, 38(2): 122-128. |
| [57] |
HUANG J, QIN X, CAI X, et al. Effectiveness of acupuncture in the treatment of Parkinson's disease: An overview of systematic reviews[J]. Frontiers in Neurology, 2020, 11: 917. DOI:10.3389/fneur.2020.00917 |
| [58] |
吴海洋, 刘秀秀, 王颖, 等. 通督调神针刺对帕金森病模型小鼠线粒体自噬水平和多巴胺含量的影响[J]. 时珍国医国药, 2022, 33(6): 1496-1500. |
| [59] |
萧有智. 基于PINK1/Parkin途径探讨针灸对帕金森病小鼠的作用机制研究[D]. 上海: 上海中医药大学, 2021.
|
| [60] |
IMBERECHTS D, KINNART I, WAUTERS F, et al. DJ-1 is an essential downstream mediator in PINK1/parkin-dependent mitophagy[J]. Brain, 2022, 145(12): 4368-4384. DOI:10.1093/brain/awac313 |
| [61] |
HSU W T, CHEN Y H, YANG H B, et al. Electroacupuncture improves motor symptoms of Parkinson's disease and promotes neuronal autophagy activity in mouse brain[J]. American Journal of Chinese Medicine, 2020, 48(7): 1651-1669. DOI:10.1142/S0192415X20500822 |
| [62] |
汪瑶. 电针对帕金森病模型大鼠中脑黑质ATF4/Parkin信号通路的影响研究[D]. 武汉: 湖北中医药大学, 2020.
|
| [63] |
张贵君, 汪瑶, 李军令, 等. 电针对帕金森病小鼠SIRT3/PINK1/Parkin通路介导的线粒体自噬的影响[J]. 针刺研究, 2024, 49(3): 221-230. |
2026, Vol. 45



