Hyccin缺失导致神经髓鞘形成不良的动物模型构建及机制研究

Hypomyelination and Congenital Cataract (HCC) is an autosomal recessive white mater disorder caused by Hyccin deficiency, but neither the mechanism of HCC nor the function of Hyccin protein is known. We found that Hyccin forms a complex with RBO/Efr3 and PI4KIIIα proteins, Hyccin deficiency decreases the levels of RBO and PI4KIIIα protein, and that knockdown of Hyccin, rbo andPI4KIIIα each produces a similar abnormal pattern of glia cell-formed network in the lamina, impairment of phototransduction and motor movement, and shortage of lifespan. Preliminary data shows expression of mCD8-GFP-PI4KIIIα rescued the above impairement. Those results suggest that Hyccin, RBO and PI4KIIIα function in a same pathway controlling glia development. This proposal is designed to establish fly and mouse models of HCC, and determine whether Hyccin deficiency-induced hypomyelination is mediated by down regulation of RBO and PI4KIIIα.

神经髓鞘形成不良和先天性白内障（HCC）由Hyccin突变所致，但其病理机制和Hyccin蛋白功能还未知。我们发现果蝇Hyccin蛋白与膜蛋白RBO和胞浆蛋白PI4KIIIα形成复合体。下调Hyccin表达量导致在细胞上RBO和PI4KIIIα水平下降。敲减rbo、PI4KIIIα或Hyccin 都导致果蝇视觉通路中胶质细胞发育异常，光传导和运动等功能障碍。初步结果显示：在敲减Hyccin的细胞中表达自动上膜的mCD8-GFP-PI4KIIIα能部分修复上述障碍。以上结果暗示果蝇RBO、PI4KIIIα和Hyccin蛋白在同一个调控胶质细胞发育通路中起作用，且Hyccin的作用可能在上游。本课题拟构建HCC的果蝇和小鼠模型，明确Efr3/RBO和PI4KIIIα下调是否在Hyccin蛋白缺失引起的HCC中起介导作用，为HCC病理机制和诊治提供参考。

Hyccin突变能够导致神经髓鞘形成不良和先天性白内障（HCC），但其病理机制和Hyccin蛋白功能还未确定。我们发现果蝇Hyccin蛋白与膜蛋白RBO、TTC7以及胞浆蛋白PI4KIIIα在细胞膜上形成复合体，下调Hyccin表达量同时导致在细胞上RBO和PI4KIIIa水平下降。 在胶质细胞中分别敲减Hyccin和PI4KIIIα均导致果蝇视觉通路中胶质细胞形态结构异常，同时果蝇表现出视觉功能或相关功能的障碍。在构建的Hyccin缺失导致胶质细胞发育不良疾病的果蝇模型中，敲减Hyccin导致的导致胶质细胞发育不良和趋光性行为异常能分别被过表达的人源FAM126A和FAM126B，以及能自动定位于细胞膜的mCD-PI4KIIIα完全或部分修复，而敲减PI4KIIIα引起的结构和功能异常只能被过表达mCD-PI4KIIIα修复。 此外，下调Hyccin蛋白表达量导致RBO和PI4KIIIα蛋白水平下降，但下调RBO或PI4KIIIα蛋白表达量不改变Hyccin蛋白表达量，提示果蝇RBO、PI4KIIIα和Hyccin蛋白在同一个调控胶质细胞发育通路中发挥作用且Hyccin处在作用的上游。结合特异地在果蝇的胶质细胞和其前体细胞中敲减PI4KIIIα和敲减Hyccin所引起的表型一致，我们认为作为Hyccin是膜蛋白Efr3/RBO、脚手架蛋白TTC7和胞浆蛋白PI4KIIIα能稳定表达、在细胞膜上蛋白复合体和控制细胞膜的PI4P甚至PIP2水平的前提条件。Hyccin缺乏导致 Efr3/RBO、TTC7和PI4KIIIa缺失，细胞膜的PI4P甚至PIP2不足，引起胶质细胞发育不良及相关神经结构功能障碍。.综上所述，本课题成功构建了HCC的动物模型，明确Hyccin、RBO和PI4KIIIα的复合体在Hyccin蛋白缺失引起的HCC中起介导作用，为HCC病理机制和诊治提供了参考。