目的:帕金森病(PD)是第二大常见的中枢神经退行性疾病,其确切的发病机制还不清楚。本研究通过对PD病人转录组数据的分析来鉴定参与PD发病的关键调控因子,并考察其对自噬的调控作用。方法:我们从GEO数据库中收集来自PD病人黑质脑区的转录组数据,并进行差异表达分析。在基因表达数据的基础上进行全基因组通路富集分析(GSEA),从而鉴定参与PD发病的潜在调控因子,并对它进行生物学功能的研究。采用MPP+处理多巴胺能神经元细胞系MES23.5细胞的方法建立PD细胞模型。在该模型中,我们通过Western blot检测对照组和MPP+处理组中USP8的蛋白水平;在MES23.5细胞中过表达Flag-USP8,检测对照组和MPP+处理组中剪切形式的caspase-3的蛋白水平。为了探究USP8对自噬的影响,我们在MES23.5细胞和HEK293细胞中转染siRNA来沉默USP8的表达,分别检测LC3、p62的蛋白水平。在敲减USP8的HEK293细胞中加入自噬抑制剂Bafilomycin A1(Baf A1)处理,检测LC3的蛋白水平。在稳定转染mCherry-EGFP-LC3的HEK293细胞中敲减USP8,通过细胞免疫荧光的方法观察LC3点状聚集体。为了进一步探究USP8对溶酶体的影响,我们通过Western blot和Real-time qPCR检测USP8敲减细胞中TFEB、LAMP 1的蛋白水平和mRNA水平。通过溶酶体酸度指示剂Lysotracker的染色实验,观察溶酶体的荧光强度。最后,我们通过GeneMANIA分析与USP8具有相互作用的蛋白,并对这些蛋白进行GO功能注释分析。在敲减USP8的MES23.5细胞中,通过Western blot检测ESCRT-Ⅲ复合物成分CHMP1B的蛋白水平。结果:我们从GEO数据库中收集了来自PD病人的五组转录组数据,并进行基因的差异表达分析。与正常对照组相比,PD病人中共有252个基因显著下调,有22个基因显著上调。GSEA结果显示PD病人中蛋白酶体通路和溶酶体通路的显著下调,这表明PD中异常聚集蛋白质的降解途径受到抑制。在这些相关通路中,我们发现与正常对照组相比,PD病人中USP8的表达水平明显下调。在MPP+处理的MES23.5细胞中,USP8的蛋白水平也明显下调。当过表达Flag-USP8时,抑制了 MPP+诱导的剪切形式caspase-3的表达,这表明USP8在PD细胞模型中具有神经保护作用。在MES23.5和HEK293细胞中敲减USP8,都导致LC3-Ⅱ、p62的蛋白水平增加。在稳定转染mCherry-EGFP-LC3的HEK293细胞中敲减USP8后,观察到LC-3点状聚集体的黄色荧光增加,而红色荧光减少;当加Baf A1处理后,对照组和USP8敲减的细胞相比,黄色荧光没有明显差异。这些结果共同表明USP8的缺陷导致自噬流阻滞。在MES23.5细胞中敲减USP8后,转录因子TFEB的蛋白水平没有明显变化,但溶酶体膜蛋白LAMP1的蛋白水平明显减少。在敲减USP8的HEK293细胞中进行Lysotracker染色,发现溶酶体的荧光强度也明显减弱,表明敲减USP8下调溶酶体的生物合成。GO功能注释分析表明USP8的互作蛋白都富集在内体转运途径以及多囊泡小体的运输。在MES23.5细胞中敲减USP8导致ESCRT-Ⅲ复合物成分CHMP1B的蛋白水平明显减少,表明USP8可能通过介导内吞途径而导致溶酶体功能障碍。结论:我们的研究发现USP8在PD病人中的表达显著下调,并且在PD体外模型中具有神经保护作用。USP8的功能研究表明,敲减USP8下调溶酶体的生物合成进而导致自噬流阻滞。总之,我们的研究说明了 USP8缺陷导致的自噬-溶酶体通路障碍可能参与PD的发病。