Cx31疾病相关突变致病机理研究

间隙连接蛋白通过形成间隙连接通道介导相邻细胞之间的信息交换。Cx31是间隙连接蛋白基因家族的重要成员，突变可导致皮肤病、神经性耳聋及周围神经病。本研究将采用稳定表达Cx31野生型和疾病相关突变的细胞模型，明确Cx31疾病相关突变体在hela细胞中的精细定位及其代谢速率。构建Cx31疾病相关突变体的可调控表达细胞系，通过检测内质网分子伴侣蛋白在Cx31疾病相关突变体表达前后蛋白量的变化，分析Cx31疾病相关突变的表达，能否导致细胞产生非折叠蛋白反应（UPR）。通过细胞凋亡检测和aggresome形成实验，确定Cx31EKV相关突变体的较高表达致细胞死亡原因及途径。通过上述研究，我们希望能解析Cx31疾病相关突变的致病机理。此外，我们将研究冷休克诱导和化学分子伴侣能否恢复Cx31EKV致病突变体的间隙连接通讯，以期更全面的探索这类疾病的致病机理，为设计这些遗传病的治疗方案提供理论依据。

间隙连接蛋白通过形成间隙连接通道介导相邻细胞之间的信息交换。Cx31是间隙连接蛋白基因家族的重要成员，突变可导致皮肤病、神经性耳聋及周围神经病。本课题采用稳定表达Cx31野生型和疾病相关突变的hela细胞模型，研究C31疾病相关突变的致病机理。我们的研究初步确定Cx31疾病相关突变体在hela细胞中的定位及降解途径。在蛋白酶体抑制剂MG132的作用下，我们发现：Cx31皮肤病相关突变蛋白在hela细胞中能形成Aggresome样物质。此细胞模型还揭示Cx31皮肤病相关突变在37℃培养条件下，形成比野生型分子量稍小的的蛋白质片段，而这些不成熟的片段通过冷休克诱导，能折叠成正常大小的成熟片段，同时伴随成熟片段的形成，间隙连接通讯功能得到恢复，提示该不成熟片段可能与蛋白质的致病机理相关，此外我们还发现：在冷休克诱导下，内质网分子伴侣蛋白BIP和Hsp90出现上调，说明这些不成熟蛋白的表达形成了内质网压力（ER stress）。进一步的研究揭示：Cx31皮肤病相关突变蛋白在hela细胞中产生的内质网压力会导致hela细胞活性氧过量产生（overproduction of reactive oxygen species (ROS)），促使这些表达Cx31皮肤病相关显性突变蛋白的hela细胞半通道的异常开放，通过细胞坏死途径而导致细胞死亡。此外，我们还发现化学分子伴侣能部分恢复Cx31皮肤病突变体的间隙连接通讯功能，我们的研究揭示了Cx31皮肤病相关突变致hela细胞死亡的机制，为探索这类遗传病的的治疗策略提供新的思路。