TDP-35积聚对RNA结合蛋白的募集作用及细胞效应

Sequestration of cellular biomacromolecules by aggregation of the disease-related proteins is implicated in the pathogenesis of neurodegenerative diseases (NDs). TDP-43, a DNA/RNA binding protein (RBP), plays an important role in pre-mRNA processing. Our previous study revealed that TDP-35, a fragment of TDP-43, forms cytoplasmic inclusions and sequesters full-length TDP-43 through binding with RNA, and thus impairs the TDP-43-mediated RNA splicing. In this project, we will investigate the sequestration of hnRNP A2/B1 and TIA-1 proteins by the TDP-35 aggregates and its cellular effects, including (1) formation of cytoplasmic inclusions by TDP-35, (2) specific interaction and sequestration of proteins, and (3) functional impairment of the sequestered proteins. We will further characterize new RBPs sequestered by the TDP-35 aggregates by using mass spectrometry and Western blotting. This research will provide experimental evidence for the hijacking model and the TDP-43 proteinopathies for ALS (Amyotrophic Lateral Sclerosis) and other NDs.

病理相关蛋白质的积聚对细胞内其它生物分子的募集作用可能是导致神经退行性疾病发生的一个重要原因。TDP-43是一个RNA结合蛋白，在细胞核内参与RNA前体的剪接调控。我们之前的研究表明TDP-43的降解片段TDP-35可以形成细胞质包涵体，并能够通过结合RNA将全长TDP-43募集到包涵体中，导致TDP-43的剪接功能受损。本项目将继续以TDP-35为研究对象，研究TDP-35的积聚对hnRNP A2/B1和TIA-1蛋白的募集作用。我们将紧密联系TDP-35包涵体的形成，蛋白质的特异相互作用以及被募集蛋白质的功能损伤等内容，详细阐明募集作用发生的分子机制及细胞效应。同时，运用质谱分析和Western blotting等技术鉴定被TDP-35积聚所募集的新的RNA结合蛋白。该研究将进一步验证我们之前所提出的挟持模型，并为揭示肌萎缩侧索硬化症等神经退行性疾病的发病机制提供依据。

病理相关蛋白质的积聚对细胞内其它生物分子的募集作用可能是导致神经退行性疾病发生的一个重要原因。TDP-43是一个核定位的RNA-结合蛋白，其C-端片段TDP-35则定位于细胞质并形成包涵体。本项目应用生物化学和细胞生物学的技术方法研究了TDP-35的积聚对其它RNA-结合蛋白(例如TIA1 和PABPC1)的募集作用，进一步阐明了TDP-35的积聚物募集TIA1的分子机制及细胞效应。研究发现TDP-35通过RNA的介导作用能够募集细胞中的TIA1到包涵体中，使TIA1对PRKRA的mRNA剪切调控功能受损，最终影响了PRKRA的蛋白质水平。通过该项目的实施，研究成果进一步验证了我们之前所提出的挟持模型，并为揭示相关神经退行性疾病的发病机制提供依据。