2024年5月17日,暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院杨甦和李晓江团队在国际权威期刊Science Advances(一区Top,IF 13.6)发表题为“TRIM37 is a primate specific E3 ligase for Huntingtin and accounts for the striatal degeneration in Huntington’s disease”的研究论文(https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl2036)。通过比较不同物种(食蟹猴、小鼠、人)的不同脑区内HTT蛋白的表达水平,揭示了HD病程中纹状体神经元特异性死亡的分子机制。
亨廷顿舞蹈症(Huntington’s disease,HD)是一种常染色体显性遗传的神经退行性疾病,属于多聚谷氨酰胺(polyglutamine,polyQ)疾病家族,由亨廷顿基因(Huntingtin,HTT)一号外显子区域中的 CAG重复异常扩增(超过36次)所导致。HTT基因编码的HTT蛋白在人脑中广泛表达,但HD患者的纹状体是发生神经元死亡最严重的脑区。以往利用HD小鼠模型的研究尚不能很好的解释该现象,其主要原因是鼠脑与人脑存在较大差异,且HD小鼠模型缺乏明显的神经元死亡。通过比较不同物种(食蟹猴、小鼠、人)的不同脑区(皮层、小脑、纹状体和海马)内HTT蛋白的表达水平,研究团队发现HTT在灵长类动物纹状体的神经元内富集,但在小鼠的纹状体内没有富集现象。同时发现灵长类大脑的纹状体内HTT降解速率低于其他脑区,从而导致HTT在纹状体的神经元内富集。进一步研究发现E3泛素连接酶TRIM37特异性调控灵长类HTT蛋白的降解,且TRIM37在灵长类纹状体内表达水平低于其他脑区,由此揭示了HD病程中纹状体神经元特异性死亡的分子机制。
本项研究表明不同物种HTT蛋白的表达分布及稳定性存在差异,凸显了利用非人灵长类动物研究神经退行性疾病的重要性。同时挖掘出TRIM37作为灵长类特有的HTT蛋白降解机制,拓展了对于HD病理中纹状体神经元选择性死亡的机制认知,为HD的临床治疗提供了新的潜在靶点。
暨南大学博士研究生覃义阳、陈来强和硕士研究生朱文振为论文的共同第一作者;杨甦研究员和李晓江教授为共同通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划项目(2021YFA0805200),国家自然科学基金项目(31970954,82394422,82371874),广东省科技厅项目(2021ZT09Y007),广东省非人灵长类动物模型研究重点实验室(2020B121201006)等基金的支持。