SUMO化修饰影响fALS相关蛋白SOD1聚集的机制研究

突变SOD1形成聚集是家族型肌萎缩侧索硬化症（fALS）的一个显著病理特征，之前我们研究发现SOD1可以被SUMO化修饰，且SUMO化修饰可以促进SOD1的稳定性并且增加聚集的形成，但是其中的作用机制并不清楚。本课题运用N2a细胞，转染野生型和病理突变型（G93A和G85R）SOD1，通过免疫共沉淀和免疫细胞化学等技术，从分子细胞水平观察SUMO化修饰对于SOD1泛素化降解的影响，并且利用质谱分析技术寻找受SUMO化修饰调节的影响SOD1降解和聚集的SOD1结合蛋白，从而鉴定SUMO化修饰调节SOD1稳定性和聚集的具体分子机制。我们还运用SOD1稳定表达的N2a细胞系，检测SUMO化修饰对于突变SOD1细胞毒性的影响。同时利用SOD1转基因鼠（野生型和G93A突变型）为研究对象，在在体水平上鉴定SOD1的SUMO化修饰及该修饰的病理学意义，从而更进一步认识fALS的发病机制。

本课题通过运用生化和细胞生物学实验手段，研究了家族遗传型肌萎缩侧索硬化症（fALS）相关的突变SOD1经由KDEL receptor促进的自噬通路降解的过程。研究发现过表达fALS相关的突变SOD1能够促进KDEL receptor的表达。细胞内高表达水平的KDEL receptor能够定位至溶酶体上，并且促进autophagy的发生，但KDEL receptor功能缺陷的突变体并不能促进autophagy发生。KDEL receptor通过激活MEK1/ERKs信号通路而激活autophagy。此外，KDEL receptor不仅能促进突变SOD1的清除，同时也能促进其他神经退行性疾病相关蛋白如帕金森氏病（PD）相关蛋白A53T-alpha-synuclein和亨廷顿氏舞蹈症（HD）致病蛋白Huntingtin的清除。因而，本研究在分子生物学和细胞生物学这两个方面探索了KDEL receptor参与自噬降解通路的机制，以及对神经退行性疾病致病蛋白清除的影响，对fALS、PD和HD这类神经退行性疾病致病机制的研究提供了新的线索，也对将来进一步的靶向治疗提供了理论基础。