[发明专利]OPTN突变导致OPTN泛素化降解异常在神经元损伤中的作用及其验证方法

说明书

本发明提供一种OPTN突变导致OPTN泛素化降解异常在神经元损伤中的作用，包括：a、Hrd1介导OPTN的泛素化降解在神经元中的作用；b、OPTN突变对体内蛋白泛素化降解异常在神经元中的作用；c、OPTN突变对自噬的影响在神经元中的作用。本发明提供的OPTN突变导致OPTN泛素化降解异常在神经元损伤中的作用及其验证方法，明确了过表达WT及E478G突变的OPTN对神经元功能的影响，明确了干预Hrd1调节OPTN泛素化降解对神经元的影响。

技术领域

本发明属于医学研究领域，具体涉及一种OPTN突变导致OPTN泛素化降解异常在神经元损伤中的作用及其验证方法。

背景技术

肌萎缩侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）是一种迟发型致命性的运动神经元退行性病变，表现为脊髓和延髓部位上运动神经元和下运动神经元进行性丢失。ALS患者大多数在中年后起病，缺少有效的治疗手段，目前美国每年约有5600人被诊断出患有ALS，国内尚无确切的流行病学资料。ALS的病因至今不明，20%的病例可能与遗传及基因缺陷有关，此外重金属中毒等，都可能造成运动神经元损伤。越来越多的研究发现蛋白质的泛素化降解异常与ALS发病密切相关，ALS患者的脑及脊髓损伤运动神经元中出现异常聚集的泛素阳性包涵体（即 Bunina 小体）。超氧化物歧化酶1（Superoxide Dismutase 1,SOD1）、转录激活效应DNA结合蛋白43（Transactication Response DNA-binding protein43,TPD-43）、视神经病变诱导基因（Optineurin,OPTN）等重要蛋白的泛素化降解异常可导致神经元病变及ALS发生，且干预异常的泛素化可逆转ALS动物模型的疾病进程。因此，研究泛素化异常的蛋白质的机制及其参与的信号转导对阐明ALS的发病机制及寻找其治疗方法有着重要作用。

OPTN蛋白由577个氨基酸组成，其编码的蛋白分子量约为67kDa。由于OPTN与转录因子-κB 基本分子（nuclear factor-κB essential molecule，NEMO）具有较高的同源性，故又被称为NEMO相关蛋白（NEMO-related protein）。OPTN的N-端一个多重卷曲螺旋域（coiled coil domain）、LIR 结构域及Leucine Zipper 结构域，其可结合大鼠肉瘤相关蛋白8（rat sarcoma（abbreviated as Ras）-related protein 8，Rab8）和TANK结合激酶1（TANK-binding kinase 1，TBK1）；OPTN的C-端包含一个多重卷曲螺旋域（coiled coildomain），一个泛素结合域（ubiquitin binding domain，UBD）和一个锌指结构域（zincfinger domain），该端可结合多种蛋白，如受体相互作用蛋白（receptor-interactingprotein，RIP）、亨廷顿蛋白（huntingtin，htt）和肌球蛋白Ⅵ。正因为OPTN可与多种蛋白结合，故其通过类似衔接蛋白的作用连接两种不同的蛋白，介导蛋白质的折叠、降解，发挥生理效应，并参与感染、免疫应答、神经元线粒体功能的维持等多种功能。此外，OPTN作为自噬（autophagy）的衔接蛋白，近年来也受到越来越多的关注。研究发现，磷酸化的TBK1可促进OPTN的LIR结构域与LC3A/B的结合，OPTN则可通过肌球蛋白Ⅵ与自噬体的结合进一步促进自噬体的成熟。2010年报道了三个导致家族性ALS或者散发性ALS的OPTN突变，分别为第5外显子位置的纯合子丢失，398位点的纯合子突变（Q398X）以及478位点的杂合子错义突变（E478G）。随后越来越多与ALS相关的OPTN突变被鉴定出来，其中最为重要的是E478G突变。前期的研究发现在ALS的发病中， OPTN的表达较正常人的脑、脊髓及神经元显著增加，并可导致ALS的发生，但是到目前为止，异常蓄积的OPTN是如何导致ALS 的发生及发展以及其潜在的调节机制是什么尚不清楚。

发明内容