自噬通路在泛素连接酶Hrd1 介导的α1-抗胰蛋白酶Z 突变体降解中的作用

α1抗胰蛋白酶(AAT)基因Z突变型（ATZ）是引起AAT缺乏症最常见的基因型。我们的前期研究发现，泛素连接酶Hrd1 可促进泛素-蛋白酶体通路介导的细胞内ATZ降解，且Hrd1可以降低胞浆定位的ATZ水平，提示泛素-蛋白酶体通路外的机制也参与了Hrd1介导的ATZ降解。为了证实这一假设，本研究拟观察自噬通路对Hrd1介导的ATZ降解的影响。研究内容主要包括：1.真核细胞中过度表达ATZ引起的自噬现象；2.细胞中共表达外源性Hrd1 否可加速ATZ的自噬过程；3.用siRNA下调内源性Hrd1 表达后，细胞对ATZ 的自噬是否下调；4.对自噬的抑制是否影响Hrd1介导的ATZ 降解；5.自噬抑制对Hrd1的细胞保护作用是否有影响。这些研究将丰富我们对Hrd1介导ATZ降解复杂机制的认识，也是对Hrd1介导内质网相关降解机制的补充，同时也为AAT缺乏相关性疾病的治疗提供候选靶点。

α1-抗胰蛋白酶（AAT）缺乏症是一种常染色体隐性遗传病，AAT的Z 型突变（ATZ）占临床严重AAT 缺乏症的95%以上,其特征是ATZ错误折叠，并在肝细胞内质网内聚集，从而使血清AAT水平降低，由此引发肝脏及肺部疾病，目前尚无有效的治疗方法。Hrd1 是一种定位于内质网膜的泛素连接酶,我们前期研究发现Hrd1可促进泛素-蛋白酶体通路介导的细胞内ATZ降解，并且蛋白酶体通路以外的机制可能也参与了Hrd1介导的ATZ降解。本研究观察了Hrd1通过自噬通路对过度表达ATZ水平的影响。研究发现，1.过度表达ATZ可以引起自噬现象：293T细胞过度表达ATZ后，自噬相关基因ATG5的mRNA表达增加，ATZ在细胞内与溶酶体标志物Lyso-tracker red以及自噬相关蛋白LC3、P62共定位。自噬抑制后，ATZ降解减少，LC3 II水平增加。2. Hrd1促进ATZ通过自噬通路降解：共表达ATZ后自噬相关基因ATG5，ATG12和Beclin1的mRNA水平增加，Hrd1与ATZ以及自噬体膜蛋白LC3共定位，Hrd1促进ATZ降解，自噬抑制后降解减少，内源性Hrd1抑制后ATZ的自噬降解减少。3. Hrd1促进ATZ的自噬降解的可能机制：自噬抑制后，K48位泛素化ATZ水平增加，Hrd1促进ATZ的自噬降解与其E3活性有关，Hrd1增加细胞内K48位泛素化ATZ水平，增加泛素化ATZ与P62的结合。本研究不仅有助于我们认识Hrd1的功能、探寻AAT缺乏症的治疗新靶点，而且提示蛋白降解途径中不同途径之间复杂联系的可能机制，为蛋白质功能研究提供新思路。