帕金森病,一场几十年的科学拉锯战,终于有了突破。

PINK1,二十年前被发现,早就知道它和帕金森病有关,但科学家们始终没弄清楚它的具体结构,更别提它到底是怎么在细胞里运作的。现在,WEHI研究团队终于搞清楚了——PINK1如何绑定线粒体,如何被激活,如何发挥作用。
帕金森病是全球增长最快的神经退行性疾病,不是老年人才得,甚至有10%-20%的患者在50岁前就确诊,叫做“年轻型帕金森病”。症状远远不只是手抖,认知障碍、语言障碍、体温调节问题、视觉障碍,全都在里面。
澳大利亚200,000名患者,每年医疗成本超过100亿澳元。全球范围,这个数字只会更高。
核心问题在哪?线粒体,细胞的能量工厂,每天数百万计的细胞死亡与更新,线粒体出了问题,整个系统就会崩塌。而PINK1的作用,就是帮细胞识别出那些受损的线粒体,然后启动清理流程。
健康人,PINK1发现损坏的线粒体,就会激活一个小蛋白——泛素(ubiquitin),打个标记,让细胞回收这些“Laji”线粒体。可在帕金森病患者,尤其是PINK1基因突变的人身上,这一机制失灵了,坏掉的线粒体堆积,释放毒素,最后整个细胞死亡。
帕金森病的核心伤害,就发生在大脑。大脑细胞能量需求极大,但它不像其他细胞,死了能迅速补上。坏掉的线粒体不清理,脑细胞的死亡就不可逆,帕金森病患者的神经退行性损伤就是这么来的。
但过去几十年,科学家们卡在一个死结里。PINK1,大家知道它重要,但谁也没见过它的完整结构,谁也不知道它到底是怎么被激活的。换句话说,想开发针对PINK1的药物,就像在黑暗中摸索。

现在,谜团解开了。WEHI团队用冷冻电镜,第一次解析了人类PINK1的结构,不仅看到了PINK1长什么样,还看到了它如何绑定到线粒体上。更重要的是,他们还发现,PINK1在发挥作用时,有四个关键步骤,其中前两个步骤,过去从未被观察到。
具体来说,PINK1的工作流是这样的:
先检测线粒体损伤。然后绑定到损伤线粒体上。绑定后,它给泛素打上标记,告诉细胞这个线粒体出问题了。泛素再链接到一个叫Parkin的蛋白,启动线粒体回收。以往的研究只知道PINK1很重要,但具体过程一直是个黑箱。现在,科学家终于知道它是怎么一步步工作的,这就打开了精准干预的大门。更重要的是,这项研究还直接揭示了帕金森病患者的PINK1突变会如何影响这一过程。这一点,过去只能靠推测,现在终于有实锤证据了。
直接影响是什么?
药物研发有了明确方向。 过去研究PINK1的药物,像在盲打,现在有了精准的靶点,可以尝试“人为开关”PINK1,让它恢复功能。PINK1不再是“看不见摸不着”的东西。 之前,哪怕知道PINK1突变会导致帕金森病,但因为不知道PINK1的结构,很多药物研发只能凭猜。现在,有了完整结构,直接针对它设计药物成了可能。可能的治疗方式也在变化。 过去只能想办法减缓帕金森病的症状,但如果能恢复PINK1功能,那就有可能直接阻止帕金森病的进展。当然,这只是第一步。虽然知道了PINK1结构,但要真正开发出有效药物,还需要很长时间。更别说,帕金森病并不仅仅是PINK1突变导致的,它的成因复杂,PINK1只是其中一个关键环节。
但这无疑是一场突破。几十年的科学死结,被这样一个冷冻电镜实验打开了,这就是基础研究的力量。它不一定立刻带来药物,但一旦成功,后续的进展就会快得多。
我们已经看到阿尔茨海默病的研究,经历几十年低谷后,最近几年终于迎来新药物的突破。帕金森病,正在走同样的路。