复旦大学生命科学学院亨廷顿氏舞蹈病研究新突破

发布时间:2014-03-28浏览次数:1946

复旦大学生命科学学院的鲁伯埙研究员与诺华生物医学研究所等处的合作研究人员通过高通量筛选发现了一组可对突变亨廷顿蛋白(huntingtin ,HTT)毒性效应起抑制作用的重要基因。这个发现对于了解亨廷顿氏舞蹈病的发病及进程机制,以及开发出有效的治疗策略具有重要意义。相关研究作为论文(Article)发表在2013年5月的 《自然神经科学》 (Nature Neuroscience,5年影响因子16.289)杂志上。鲁伯埙研究员和诺华生物医学研究所的James Palacino研究员为这篇文章的共同通讯作者。复旦大学生命科学学院为这篇文章的第一单位。

亨廷顿氏舞蹈病是一种罕见的家族显性遗传性疾病,以异常的自主运动、认知功能障碍和精神疾病为临床特征。主要病理表现为基底节区纹状体传出型棘状神经元大量缺失。患者通常在35岁到50岁之间发病,当前医生只能给予患者抗抑郁药或减轻运动协调丧失的化合物,两者均无法延缓疾病的进程。病情大约会持续发展15年到20年,并最终导致患者死亡。

目前已知致病基因为HTT基因,其1号外显子含有一段多态性三核苷酸[胞嘧啶⁃腺嘌呤⁃鸟嘌呤(CAG)]重复序列,当 CAG 重复拷贝数大于 36 次即引起发病。HTT基因编码氨基末端(N末端)含有多聚谷氨酰胺(PolyQ)的大分子蛋白质亨廷顿蛋白(huntingtin ,HTT)。HTT是生物存活的必要蛋白,这种蛋白可算是个多面手,对许多过程都很重要。HTT蛋白出现缺陷,会导致脑细胞死亡。因而HTT蛋白被人们视为是治疗亨廷顿氏舞蹈病的一个治疗干预靶标。

研究人员对可影响mHTT丰度的基因进行了全基因组RNA干扰筛查,鉴别出了13个击中点(hit)。研究人员随后在黑腹果蝇亨廷顿氏疾病模型中对其中的10个进行了测试,证实6个显示与体外筛查结果一致的活性。其中,NUB1(negative regulator of ubiquitin-like protein)过表达可导致神经元模型中的突变HTT(mHTT)减少,挽救果蝇动物模型及人类干细胞分化模型中mHTT诱导的神经死亡。

进一步的机制研究表明,NUB1通过促进mHTT蛋白聚泛素化和蛋白酶体降解,从而减少了mHTT数量。这一过程需要CUL3的参与,且泛素样蛋白NEDD8是CUL3激活的必要条件。研究人员证实干扰素β可通过诱导NUB1来减少mHTT,挽救神经元毒性,表明其是调节NUB1治疗亨廷顿氏病的一个潜在方法。

在新研究中,研究人员利用高通量筛查确定了可减少内源性mHTT的重要基因NUB1,这一研究发现为亨廷顿氏舞蹈病的干预治疗研究提供了一个新的切入点。文章发表后被Nature Reviews Neuroscience予以A+级推荐,被Nature Neuroscience予以全文介绍