多聚谷氨酰胺长度依赖性的突变型ataxin-3片段募集野生型ataxin-3(英文)

摘要

目的脊髓小脑共济失调III型(spinocerebellar ataxia type 3, SCA3)/马查多-约瑟夫病(Machado-Joseph disease,MJD)是MJD-1基因中编码谷氨酰胺的密码子CAG的数量非正常扩增引起的一种多聚谷氨酰胺疾病,也是神经退行性疾病的一种。该病的主要病理特征为突变的ataxin-3在患者易感脑区的神经元胞核内聚集形成核内包涵体,但其致病机制和突变蛋白在核内聚集的机制仍不清楚。本研究是为了探讨突变型ataxin-3的病理学特性以及其聚集特性。方法将野生型ataxin-3 及不同多聚谷氨酰胺长度的突变型ataxin-3片段共转染到人胚胎肾细胞(HEK293 cells)和鼠成神经母细胞(neuroblastoma cells)中,用荧光显微镜观察。共转染 48 小时后,收集在细胞中表达的蛋白,用免疫印迹、免疫共沉淀和GST-pull down实验检测蛋白的表达及结合。结果用荧光显微镜观察到突变型ataxin-3片段在细胞内形成聚集,其聚集体上募集有野生型全长ataxin-3;突变型和野生型ataxin-3在细胞内聚集体上有共定位现象。野生型ataxin-3片段并不形成聚集体,与野生型全长ataxin-3在细胞内无聚集现象发生。免疫共沉淀技术及GST-pulldown 实验显示,突变型 ataxin-3 片段与野生型全长 ataxin-3 存在相互作用,且该作用强度呈现出多聚谷氨酰胺长度依赖性。结论结果提示,野生型ataxin-3通过与突变型ataxin-3片段的相互作用沉积于突变片段形成的聚集体中,这可能影响野生型ataxin-3的正常功能,进而可能对脊髓小脑共济失调III型(SCA3)/马查多-约瑟夫病(MJD)的发病产生影响。