《CUL4B/ROS在智力障礙中的新型分子機制及其干預策略研究》是依託山東大學，由李曦擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：CUL4B/ROS在智力障礙中的新型分子機制及其干預策略研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李曦
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
智力障礙是醫學研究的重要課題之一。多個種族家系發現CUL4B基因突變導致智力障礙。
CUL4B作為支架蛋白參與組成E3 泛素連線酶。申請者前期研究發現一個新現象，CUL4B 缺失導致抗氧化蛋白PrxIII累積，引起細胞內活性氧(ROS)水平下降；細胞和動物實驗提示CUL4B參與調控皮層神經元的突觸可塑性。基於此，並結合國內外有關ROS對神經系統影響的新認識，申請者提出本課題假說：異常下降的ROS損傷神經幹細胞, 破壞皮層神經元突觸可塑性，導致智力障礙。
本課題將圍繞該假說，利用Cul4b腦組織敲除小鼠，明確CUL4B/ROS調控神經幹細胞自我更新和多向分化的核心環節，確定CUL4B/ROS對皮層神經元突觸可塑性的影響和機制。
並在此基礎上，針對已經建立的單基因突變疾病模型小鼠，探索利用光遺傳學策略改善突觸可塑性。研究的實施將有助於進一步揭示智力障礙的發病機理，為疾病的干預治療提供有價值的新策略。
結題摘要
有關智力障礙致病基因CUL4B的功能和致病機理的研究具有重要的科學意義和臨床價值。課題組自2013年系統研究了CUL4B 喪失功能突變導致CUL4B E3泛素連線酶功能破壞造成的影響。經過四年的努力，課題組 （1）系統完善了基於二維電泳－質譜聯用技術的差異蛋白質篩選鑑定體系，針對細胞，組織及血清等各體系均發展最佳化了對應的技術路線。
此外，針對LED藍光影響神經細胞分化的研究結果，建立了初步的技術平台。（2）發現Jab1是CUL4B 泛素連線酶的特異性底物，並解釋了CUL4B 突變引起Jab1累積導致神經發育異常的分子機制。（3）利用神經系統Cul4b基因敲除小鼠(Cul4bNestin-Cre)模型，系統研究了CUL4B及其特異性底物PrxIII對神經發育過程的影響。在Cul4bNestin-Cre小鼠前腦組織及分離培養的神經幹細胞中均發現PrxIII蛋白累積，ROS水平降低。CUL4B通過PrxIII結合PTEN，影響AKT信號通路，導致神經幹細胞自我更新能力降低及定向分化過程異常。（4）CUL4B突變患者除了智力發育遲緩以外，還表現出單核細胞增多等血液系統異常的臨床症狀。課題組發現miR－26a－5p 和miR－23b－3p下調，導致靶基因PrxIII異常高表達，細胞內ROS下降影響造血細胞分化。以上結果一定程度上闡明了CUL4B基因喪失功能突變的致病機理。（5）前期工作提示CUL4B基因對心臟發育過程中的關鍵基因MEF2C可能有一定的調節作用。
課題組的研究工作顯示miRNA-135b-5p和miR-499a-3p異常上調會抑制MEF2C基因表達，從而引起血管內皮細胞和平滑肌細胞增殖和遷移增加，為CUL4B基因功能研究做了很好的補充。項目研究結果為進一步探討智力障礙的發病機理和大腦正常發育進程的分子機制，探索有價值的干預策略提供了一定的指導意義。
