PARKIN과 PINK 유전자가 파킨슨 병에 미치는 기작

소개

현재 노인성질환으로 여겨졌던 파킨슨병이 젊었을 때에도 발병한다고 알려진 시점이다. 이러한 젊었을 때 발병하는 파킨슨병은 유전과 관련성이 높은데, 이 논문에서는 최근 이슈가 되는 mitochondria morphology와 관련되어 parkinson`s disease의 기작을 보여주고 있다.

목차

요약
서론
본론
1. Knockdown of PINK1 induces mitochondrial superoxide
2. Loss of PINK1 alters mitochondria membrane potential
3. PINK1 expression modulates mitochondrial morphology
4. Mitochondrial fission is necessary for mitochondrial fragmentation and mitophagy in PINK1-deficient cells
5. PINK1 loss of function promotes macroautophagy and mitophagy
6. Loss of PINK1 induces cell death
7. Parkin expression futher potentiates mitophagy and cytoprotection in PINK1-deficient cells
결론
참고문헌

본문내용

요약
Mitochondrial dysfunction은 Parkinson’s disease(PD)와 매우 밀접하게 연관되어 있다. 또한, Mutation된 PINK1(PTEN-induced kinase 1)은 familial PD와 연관되어 있다. PINK1의 발현 억제는 human SH-SY5Y cell에서 mitochondrial fragmentation과 autophagy를 일으키는데, 이를 PINK1 specific shRNA로 처리한 cell line으로 알아 보았다. PINK1은 간접적으로 ROS(reactive oxygen species)를 통하여 mitochondrial morphology에 관여하는데, ROS가 직접적으로 mitochondrial fragmentation과 autophagy를 일으켜 cell death를 일으킨다. Negative dominant Drp1을 통해, mitochondrial autophagy가 일어나기 위해서는 Drp1과 매개되는 fission이 선행되어야 한다는 것을 알게 되었고, autophagy와 관련된 bafilomycin과 ATG7을 이용하여 mitochondria가 실제로 autophagy에 의해 분해되는지도 알아보았다. 또한, PINK1이 궁극적으로 cell death를 유발 시키는지 알아보기 위해 PI cell death assay를 실행하였고, oxidative stress를 억제하지 못하여 죽는다는 것을 alamar blue assay를 통하여 알아보았다. 더 나아가서 PINK1과 parkin은 서로 상호작용을 하면서 ROS를 억제하고, mitochondrial morphology를 유지시키면서 cell survival에 중요한 역할을 한다는 것을 알아 내었다.

서론
Parkinson’s disease(PD)는 Alzheimer disease 다음으로 많은 뇌 퇴행성 질환으로, 60세 이상의 1%가 이 병을 앓고 있다(1). PD는 여러 요인에 의해 발병하는데, 그 중, mitochondria의 이상이 최근 이슈가 되고 있다. Mitochondrial dysfunction은 PD에 있어서 중요한 역할을 하는데, PD와 관련된 gene들이 mitochondrial morphology에 간접 혹은 직접적으로 관련되어 있다. Mitochondria는 cell 내에서 fusion과 fission을 반복하면서 dynamic하게 변하는데, 이는 cell survival에 중요한 역할을 한다. Mitochondrial fission은 fission-promoting GTPase인 Drp1이 관여하고, fusion은 mitofusion protein인 Mfn2와 dynamin family GTPase인 OPA1이 관여한다(fig.1)

참고자료

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· Laura F., Heather M., Katrin V., Reinhard W.K., Phillip W.I. and Oliver B. (2009) Complex I deficiency and dopaminergic neuronal cell loss in parkin-deficient zebrafish, A Journal of Neurology 132, 1613-1623
· Lee Y.J. (2009) Mitochondrial Biology in Parkinson`s Disease, Interdisciplinary bio central 11, 1-19
· Damien A. (2006) Mitochondrial fragmentation in apoptosis, TRENDS in cell biology 17, 6-12
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