加州大学伯克利分校：独特蛋白将结核病和帕金森氏病联系起来

每年全球有 140 万人死于结核病，这一疾病可在人与人之间通过空气传播。而帕金森病则是最常见的一种神经退行性运动障碍疾病，每年全球也有数百万人受累，其中主要是老年人。那这项中疾病之间有何联系呢？

现在，来自加州大学旧金山分校等机构的科学家们发现，一个处于帕金森病研究中心的蛋白质也在破坏结核致病菌中起关键作用。这一名为 Parkin 的蛋白是帕金森病的研究热点，它的功能失常与神经细胞丧失相关。研究发现 Parkin 也对结核病起作用，其触发了巨噬细胞破坏结核致病菌。

上述结果表明，在帕金森病临床前研究中调查的一些抗病策略有可能也适应于对抗结核病。 科学家曾开发了一种策略来阻止帕金森病的神经退行性变。现在，他们正利用与之相似的策略来探讨在结核感染小鼠中增高 Parkin 活性的方法。

在这项最新研究中，科学家通过调查巨噬细胞吞噬和消灭细菌的机制，将研究焦点放到了帕金森病和结核病共同的一个元件： Parkin 酶上。从某种意义上说，巨噬细胞是通过异体吞噬（xenophagy）的过程来“消灭”外源细菌。

结核分枝杆菌以及包括沙门氏菌和麻风分枝杆菌在内一些细菌类型，与其他类型细菌的不同之处在于：像病毒一样，它们需要进入到细胞中才能成功发动感染。

巨噬细胞与结核分枝杆菌之间的斗争可能尤其激烈。结核分枝杆菌入侵巨噬细胞，随后吞入到巨噬细胞的囊泡中。细菌往往通过分泌一种蛋白分解囊泡逃出这一胞内监牢，却不料再度被由泛素（ubiquitin）蛋白构成的分子链盯上。此前， 研究人员发现一些分子将这些被链锁住的分枝杆菌护送到了细胞内的溶酶体中更安全地监禁它们，在那里细菌遭到破坏。

从面包酵母到人类这些复杂性极其不同的非细菌生物体，它们的细胞也使用了一种相似的方式——自噬来处理自身不需要的分子或是耗损的细胞组件。在这些组件中最丰富且最至关重要的是细胞线粒体，这一代谢发电所可将食物分子转化为细胞能够轻易利用的能源，确保它能够完成日常工作及更特异的功能。

像其他的细胞组件一样，线粒体也会耗损及功能失常，常常需要替换。这一称之为线粒体自噬（mitophagy）的线粒体清除过程依赖于 Parkin 。

当科学家们了解到 Parkin 基因多态与结核感染易感性增高相关后，他们对该酶感到好奇。研究人员表示，由于线粒体自噬和胞内分枝杆菌异体自噬之间存在一些共性，以及 Parkin 基因多态与人类结核菌感染易感性增加之间的关联，他们怀疑 Parkin 有可能被招募到结核分枝杆菌处，靶向它进行了异体自噬。

此后他们发现，在实验室感染结核分枝杆菌的小鼠和人类巨噬细胞中， Parkin 发挥了重要的抗菌作用。另外，遗传操纵缺失 Parkin 的小鼠在感染结核分枝杆菌时死亡，而具有正常 Parkin 的小鼠在感染中存活下来。

研究人员认为，在很久以前的进化过程中 Parkin 参与靶向了受损的线粒体和感染结核分枝杆菌。作为此项研究的一部分，研究小组发现 Parkin 缺陷小鼠和果蝇（两种生物在进化时间上与人类非常遥远）比正常小鼠和果蝇对胞内细菌感染更为敏感。

回溯 10 亿多年以来， 研究人员指出线粒体是由在共生关系中细胞摄取的细菌进化而来。

研究人员表示，免疫系统以相同的方式识别外源感染细菌，线粒体进化起源于细菌，表明有可能线粒体功能失常触发细胞将线粒体识别为了非己物质。

现在证实了 Parkin 在对抗结核分枝杆菌感染中的重要性，研究人员已经着手寻找一种新方法来提高 Parkin 活性对抗侵入细胞的细菌，开发一些小分子药物激活 Parkin ，更好地对抗结核感染的可能性。