李晓江团队揭示亨廷顿舞蹈症特异性神经细胞死亡机制

发布时间:2020-08-12 发布单位:粤港澳中枢神经再生研究院

2020年08月3日,国际重要学术期刊Proc Natl Acad Sci U S A在线发表了粤港澳中枢神经再生研究院李晓江团队题为“Loss of Hap1 selectively promotes striatal degeneration in Huntington disease mice”的研究论文 (文章链接:https://www.pnas.org/content/early/2020/07/30/2002283117)。该研究揭示了亨廷顿舞蹈症神经细胞死亡特异性的机制。


亨廷顿舞蹈症(Huntington’s disease, HD)是一种常染色体显性遗传病,是由亨廷顿基因(Htt)突变引起的神经退行性病变所致。虽然突变Htt蛋白在各个组织中广泛表达, 可是大脑纹状体区域的神经细胞最先死亡,受损最严重。这种选择性神经细胞死亡现像与阿尔兹海默病,帕金森病的病理现象十分相近。然而,神经退行性病中选择性神经细胞死亡的机制仍然不清楚。


突变Htt蛋白能异常结合细胞内的重要蛋白而改变细胞功能。Huntingtin associated protein 1 (Hap1)为神经细胞表达丰富的蛋白。李晓江教授在美国约翰霍普金斯大学博士后研究期间首次发现突变Htt蛋白能异常结合Hap1 (Li et al., Nature 378: 398-402, 1995)。随后,不同的研究发现HTT与Hap1参与细胞内转运。李晓江团队最近利用基因编辑(CRISPR/Cas9)手段抑制亨廷顿病小鼠大脑不同区域的Hap1表达,结果显示只有纹状体神经细胞出现明显变性死亡。分子机制的研究提示在纹状体神经细胞中Hap1结合突变Htt防止其异常SUMO化修饰后所造成的细胞毒性。

 

抑制亨廷顿病小鼠大脑纹状体的Hap1表达造成神经细胞死亡(左侧)。野生型小鼠(右侧)为对照。

 

该研究是李晓江团队2020发表的第6篇论文,共同第一作者为中南大学湘雅医院的刘琼博士后和成思颖博士,李晓江为通作者 。该研究的资助包括国自然重点及面上基金。其他5篇论文也是利用小鼠模型研究亨廷顿和神经退行性疾的病理机制,已在今年早些时候陆续发表 (Yang et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Feb 25;117(8):4411-4417; Liu et al,Nat Commun. 2020 Feb 27;11(1):1101; Yin et al., EMBO Rep. 2020 Jun 4;21(6):e49783; Yang et al., Nat Commun. 2020 May 22;11(1):2582; Chen et al., Front Cell Neurosci. 2020 Jun 4;14:125) 。

 

鉴于大动物与人类更相似及更能模拟人脑疾病的病理变化,李晓江教授目前在国内致力于用大动物模型(猴和猪)进一步探究神经退行性疾病的病理机制及寻找有效的治疗手段。