枯草溶菌素转换酶9基因变异双向调节LDL-R机制的研究

家族性高胆固醇血症（FH)是典型的单基因显性遗传代谢性疾病，患者血浆低密度脂蛋白胆固醇大幅增高，多伴早发动脉粥样硬化（As）。枯草溶菌素转换酶9（PCSK9）基因缺陷为其致病因素之一。本课题组在前期家系研究中发现FH新致病基因PCSK9 R306S 突变，该突变可导致低密度脂蛋白受体（LDL-R）功能异常。我们推测：上述新发现的突变可能加速LDL-R降解，干扰其对脂蛋白的结合、内吞和再循环等功能。本课题计划通过转基因技术，以转基因鼠肝细胞为靶细胞，结合生物信息学分析、蛋白相互作用、细胞功能检测等研究方法，通过体内和体外两个层次研究PCSK9基因新变异对胆固醇代谢环节的调控，探讨PCSK9对LDL-R的双向调节作用，观察其对LDL-R与LDL结合、内吞与再循环等功能的影响，同时进行结构分析，明确结构与功能、基因型和表型间的关系，探讨其致病机制，为发展新的降胆固醇制剂提供线索和实验依据。

家族性高胆固醇血症（FH)是典型的动脉粥样硬化性疾病,由常染色体显性遗传，患儿血浆低密度脂蛋白胆固醇大幅增高，多伴早发动脉粥样硬化（As）。枯草溶菌素转换酶9（PCSK9）基因缺陷为其致病因素之一。研究发现同为PCSK9基因的不同类型突变可导致完全相反的临床表型：PCSK9功能获得性突变与高胆固醇血症有关；PCSK9功能丧失突变与低胆固醇血症有关。课题组前期研究发现FH 新致病基因PCSK9 R306S 突变，推测：上述新发现的突变可能加速LDL-R降解，干扰其对脂蛋白的结合、内吞和再循环等功能。本课题通过体外建立Tet on/off系统稳定表达突变体，结合生物信息学分析、蛋白定位、细胞功能检测等研究方法，检测突变体表达产物活性，观察其对LDL-R 与LDL 结合等功能的影响，同时进行突变体结构分析，分析结构与功能间的关系，探讨其致病机理。结果发现新突变体在转录水平未对LDL-R产生著影响，在蛋白表达水平可明显降低细胞LDL-R成熟蛋白水平，并减少其对LDL的摄取,进而引发高胆固醇血症，是功能获得性突变，可能是该FH家系致病基因。此结果有助于理解并扩展有关LDL 代谢的机制，为拓展新的降胆固醇制剂提供思路和实验依据，同时为儿童FH 的诊断和早发As 的防治及未来的产前诊断提供依据。本研究目前共发表论文6篇。