Model Monyet Defisiensi Gen Parkin Mengungkapkan Mekanisme Baru dan Target Terapi Untuk Penyakit Parkinson

Prisys Biotech berspesialisasi dalammodel penyakit non-manusia primata (NHP)., Prisys Biotech memberikan solusi komprehensif untuk studi farmakologi dan kemanjuran, evaluasi keamanan, penelitian biomarker, dan validasi konsep mekanisme. Model hewan unik kami, termasuk yang berdasarkan NHP, anjing percobaan, secara signifikan meningkatkan prediktabilitas penelitian translasi dalam biomedis, mengurangi risiko kegagalan aplikasi klinis.

Penyakit Parkinson (PD)adalah kelainan neurodegeneratif paling umum kedua di seluruh dunia, menyerang sekitar 2% populasi berusia di atas 65 tahun. Penyakit ini ditandai dengan degenerasi neuron dopamin di substansia nigra dan akumulasi patologis protein -sinuklein. Sekitar 10% kasus PD disebabkan oleh mutasi genetik, khususnya pada gen PINK1 dan Parkin. Penelitian in vitro yang ekstensif menunjukkan bahwa PINK1 mengaktifkan Parkin, mendorong pembersihan mitokondria yang rusak dan melindungi neuron. Namun, bukti in vivo dalam kondisi fisiologis kurang, dan model hewan yang ada gagal meniru karakteristik neurodegeneratif PD, sehingga membatasi studi fungsi PINK1 dan Parkin.

Pada tanggal 15 Oktober 2024, Journal of Clinical Investigation (IF=13.3) menerbitkan makalah penelitian "Defisiensi Parkin menyebabkan degenerasi saraf dan akumulasi -sinuklein patologismodel monyet." Tim peneliti membuat model monyet yang kekurangan gen-Parkin menggunakan teknologi pengeditan gen, mengidentifikasi fosforilasi Parkin sebagai faktor kunci dalam patogenesis penyakit Parkinson, memberikan wawasan baru tentang mekanisme penyakit dan pendekatan terapi potensial.

• Model Knockout Gen Parkin Primata Pertama: Untuk pertama kalinya, model defisiensi gen-Parkin dibuat pada primata (monyet), menunjukkan degenerasi saraf pada substansia nigra dan akumulasi pS129- -synuclein yang mirip dengan PD manusia. Model tikus dan babi sebelumnya dengan defisiensi Parkin tidak menunjukkan degenerasi saraf yang signifikan, hal ini menyoroti keunikan dan perlunya model primata dalam penelitian PD.

• Bukti In Vivo Fosforilasi Parkin: Studi ini menunjukkan bahwa PINK1-fosforilasi Parkin yang dimediasi di S65 sangat penting untuk perlindungan saraf, mengurangi akumulasi -sinuklein beracun. Ini adalah bukti in vivo pertama tentang hubungan antara PINK1 dan fosforilasi Parkin, yang menekankan pentingnya fosforilasi Parkin dalam kelangsungan hidup neuron dan patogenesis PD.

• Potensi Terapi: Penelitian ini memvalidasi bahwa ekspresi berlebih Parkin tipe liar menggunakan AAV dapat secara efektif mengurangi akumulasi sinuklein pS{1}}toksik, sehingga menunjukkan bahwa peningkatan aktivitas Parkin dapat menjadi strategi terapi potensial untuk penyakit Parkinson.

Usia-Degenerasi Saraf yang Bergantung pada Gen Parkin-Kekurangan Monyet:
Dengan menggunakan teknologi CRISPR/Cas9, model monyet yang kekurangan gen Parkin dari berbagai usia dibuat. Studi tersebut menemukan bahwa kekurangan Parkin tidak secara signifikan mempengaruhi kelangsungan hidup neuron selama perkembangan awal otak tetapi menyebabkan degenerasi dan kematian neuron dopamin yang signifikan di substansia nigra seiring bertambahnya usia, bersamaan dengan berkurangnya sintesis dopamin di striatum. Ini berhasil meniru ciri-ciri patologis utama PD, sangat kontras dengan model tikus dan babi knockout Parkin yang tidak menunjukkan degenerasi saraf yang signifikan.

Hubungan Antara PINK1 dan Fosforilasi Parkin:
Penelitian in vitro sebelumnya menemukan bahwa PINK1 memfosforilasi Parkin di Ser65, namun tidak ada bukti in vivo dalam kondisi fisiologis. Studi ini menemukan bahwa knockout gen PINK1 secara signifikan mengurangi ekspresi Parkin terfosforilasi (pS65-Parkin) dan menyebabkan pembentukan badan Lewy dari akumulasi pS129- -synuclein.

Peran Fosforilasi Parkin:
Studi ini menemukan bahwa seiring bertambahnya usia, tingkat fosforilasi Parkin menurun secara signifikan, hingga terjadi akumulasi pS129- -syn. Pada substantia nigra monyet yang menua, ketidaklarutan protein Parkin meningkat, disertai dengan tingkat produk stres oksidatif yang lebih tinggi (misalnya, yH2AX dan 8-OhdG), yang semakin mempercepat akumulasi pS129- -syn. Hal ini menunjukkan bahwa penuaan mungkin menjadi faktor penting dalam penurunan regulasi fosforilasi Parkin, yang memediasi disfungsi otak. Hasil lebih lanjut menunjukkan bahwa fosforilasi S65 Parkin sangat penting untuk perlindungan saraf yang bergantung pada PINK1. Ekspresi berlebihan PINK1 dan Parkin tipe liar meningkatkan tingkat fosforilasi Parkin, mengurangi akumulasi -sinuklein patologis pada otak monyet tua, sedangkan mutan Parkin (S65A) yang tidak dapat difosforilasi oleh PINK1 tidak memiliki efek ini.

Studi ini memberikan bukti in vivo pertama bahwa PINK1 kinase dapat memfosforilasi Parkin dalam kondisi fisiologis, dan bahwa penurunan fosforilasi Parkin dikaitkan dengan akumulasi pS129- -synuclein. Meningkatkan tingkat fosforilasi Parkin secara signifikan mengurangi akumulasi racun pS129- -synuclein, sehingga memberikan perlindungan saraf yang efektif. Hal ini menawarkan mekanisme molekuler baru untuk pasien PD yang membawa mutasi PINK1 dan Parkin dengan fenotipe serupa dan menunjukkan bahwa peningkatan aktivitas Parkin dapat menjadi strategi terapi potensial untuk penyakit Parkinson.

Metode Pengiriman AAV dalam Penelitian Ini:

• Hewan Eksperimental: Monyet kera
• Serotipe: AAV9
• Promotor: CMV, U6
• Metode Injeksi: Injeksi stereotaktik ke korteks prefrontal, striatum, atau substansia nigra
• Dosis Injeksi: Titer virus 1 x 10^13 vg/mL, volume injeksi 5-10 μL
• Waktu Deteksi: 2-3 bulan pasca infeksi

Penawaran Prisys Biotekmodel penyakit PD monyet cynomolgusDanMRI-platform pengiriman obat yang dipanduuntuk mendukung penelitian penyakit Parkinson dan studi terapi gen. Untuk lebih jelasnya, silakanHubungi kami. Pengalaman kami yang luas dalam farmakologi hewan besar dan pemodelan penyakit memastikan hasil yang kuat dan prediktif untuk kebutuhan penelitian Anda.