Jun活性区域结合蛋白1在多聚谷氨酰胺疾病分子发病机制中的作用

单基因变异导致的多聚谷氨酰胺（PolyQs）疾病发病机制的研究是国际上神经病学的研究热点。本课题基于申请人在国际上首次发现，转录激活因子Jun活性区域结合蛋白1（Jab1）能与PolyQs蛋白大量共凝集，PolyQs显著抑制Jab1转录活性的研究结果，采用基因重组和活体标记技术，建立Tet-on调控的EGFP标记的脊髓小脑共济失调3型（SCA3）细胞模型，通过基因转染亨廷顿舞蹈病（HD）和SCA3细胞模型，运用荧光素酶报告基因检测、免疫共沉淀、免疫荧光、lightCycler PCR、亚细胞成分分析来研究变异PolyQs蛋白对Jab1转录活性的抑制作用和可能的机制，以及PolyQs蛋白对Jab1在泛素蛋白酶体系统(UPS)和未折叠蛋白反应(UPR)中调节作用的影响。应用外源性Jab1蛋白干预方法结合电镜技术,研究外源性表达Jab1蛋白可能减轻变异PolyQs蛋白细胞毒性作用。

单基因变异导致的多聚谷氨酰胺（PolyQs）疾病发病机制的研究是国际上神经病学的研究热点。异常扩增的PolyQs片断能导致至少9种遗传性神经变性疾病，包括亨廷顿舞蹈病（Huntington’s disease，HD）。PolyQs片断细胞毒性的分子机制尚不明确。目前认为转录调节异常在PolyQs疾病分子发病机制中起重要作用。本课题研究发现PolyQs片断和变异亨廷顿蛋白的一个新的靶蛋白，转录激活因子――Jun活性区域结合蛋白1（Jab1），同时运用荧光素酶报告基因检测、免疫共沉淀、免疫荧光、lightCycler PCR和亚细胞成分分析来研究变异PolyQs和亨廷顿蛋白对Jab1转录活性的抑制作用和可能的分子机制。Jab1是一个重要转录调节因子，同时在调节细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂和转录因子p27（Kip1）的降解过程中起重要作用。研究发现Jab1共凝集在变异亨廷顿蛋白的氨基末端片断和多聚谷氨酰胺片断形成的蛋白包涵体中。PolyQs片断和变异亨廷顿蛋白显著抑制Jab1的转录激活活性，而且变异亨廷顿蛋白在包涵体形成之前对Jab1转录激活活性已经有显著的抑制作用。变异亨廷顿蛋白影响Jab1和p27（Kip1）蛋白亚细胞分布。同时在HD细胞模型中，发现Jab1被卷入变异亨廷顿蛋白包涵体时伴随着p27(Kip1)蛋白水平的积聚，而不影响p27（Kip1） mRNA水平。重要的是，在亨廷顿舞蹈病患者脑组织中也发现p27（Kip1）蛋白水平与正常对照组相比明显升高。因此，通过多种机制引起Jab1-p27(Kip1)通路的失衡可能导致转录调节异常，在多聚谷氨酰胺疾病的分子发病机制中起重要作用。干预Jab1-p27（Kip1）通路可能对多聚谷氨酰胺疾病的转录调节异常起重要作用。