突变SOD1蛋白氧化修饰导致肌萎缩侧索硬化中运动神经元死亡

多种形式的SOD1基因突变能导致家族性肌萎缩侧索硬化（fALS），基因突变导致运动神经元（MN）死亡的原因可能是突变的SOD1蛋白获得了细胞毒性，但具体机制不明。SOD1转基因ALS模型幼鼠体内虽有突变的SOD1蛋白，但并无MN死亡及其他ALS病理特征，提示MN死亡原因并非突变蛋白的本身具有毒性。.SOD1的作用为催化超氧化物生成水和过氧化氢，SOD1能被其自身产物H2O2氧化并引起SOD1蛋白构型错误并通过分子间二硫键聚集，而SOD1的构型错误和聚集正是突变SOD1蛋白的共同特性和ALS突出病理特点。.我们预试验证实转基因小鼠发病期间时，SOD1蛋白氧化较年龄匹配对照组升高10倍以上，由此提出如下假设：家族性ALS中，突变SOD1蛋白被氧化修饰，是导致运动神经死亡的直接原因和决定病情进展快慢的关键因素。本课题拟对以上假说进行验证。

遗传学研究已证实多种超氧化物歧化酶1（SOD1）基因突变能导致家族性和散发性肌萎缩侧索硬化（ALS）。SOD1基因突变导致运神经元（MN）死亡的原因可能是突变的SOD1 蛋白获得了细胞毒性；SOD1 蛋白被氧化修饰，可能是导致运动神经死亡的关键原因。SOD1的作用为催化超氧化物生成水和过氧化氢，SOD1能被其自身产物H2O2氧化并引起SOD1蛋白构型错误并通过分子间二硫键聚集，而SOD1的构型错误和聚集正是突变SOD1蛋白的共同特性和ALS突出病理特点。.本研究通过对ALS患者和健康对照者的野生型SOD1蛋白的氧化还原程度、聚集程度、氧化修饰的测定和比较；以及运动神经元损伤程度与SOD1氧化水平的关联分析。结果发现：(1)120例正常人外周血SOD1蛋白表达水平对着年龄的增加而增加，40-50岁达高峰，此后逐渐下降。但血清总SOD活性出生到20岁处于相对高的水平，20随后明显下降，一直稳定。（2）不携带SOD1突变的ALS患者和健康对照的野生型SOD1氧化水平和总SOD活性比较，ALS患者氧化应激增强，但SOD1活性保持不变。(3)不携带SOD1突变的ALS患者和健康对照的野生型SOD1氧化还原程度和聚集程度的测定比较，前者SOD1蛋白的氧化还原程度和聚集程度与健康对照相似。(4)不携带SOD1突变的ALS患者和健康对照野生型SOD1氧化修饰差异的比较，其野生型SOD1蛋白未见不同于健康对照的氧化修饰。这些研究的结果提示：不携带S0D1突变的ALS患者红细胞SOD活性正常，S0D1蛋白的分子量大小与表达量不发生显著改变，也没有异常的氧化还原状态；ALS患者中的野生型SOD1与正常SOD1蛋白之间多肽结构的差别。对于无S0D1突变的ALS患者，野生型S0D1的结构和基本性质没有显著改变，氧化修饰可能并非无SOD1突变的ALS的关键发病机制。（5）此外，还做了中国人种 ALS患者ANG基因、TARDBP基因和C90RF72基因突变的检测，部分填补了国内的空白。