POFUT1基因突變導致色素異常分子機制研究

《POFUT1基因突變導致色素異常分子機制研究》是依託上海交通大學，由李明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：POFUT1基因突變導致色素異常分子機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李明
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

色素異常性疾病是一類發病率較高的皮膚病，針對色素異常代謝的分子機制研究將有助於我們對此類疾病發病機制的理解。在前期研究中，我們利用全基因組關聯分析和外顯子組測序技術，發現了泛發性屈側網狀色素異常的致病基因為蛋白O岩藻糖基轉移酶1基因（POFUT1），它是高度保守的Notch信號通路的重要組成部分，同時利用反義嗎啡啉基因沉默技術成功建立了POFUT1基因沉默的斑馬魚疾病模型。本項目擬構建野生型POFUT1及shRNA表達載體，轉染黑素細胞及原代角質形成細胞，並將兩者進行共培養，研究該基因及其所在Notch信號通路對黑素細胞和角質形成細胞生長和分化以及黑素合成和轉運的影響，同時利用已經建立的斑馬魚疾病模型，進一步研究下調該基因表達對斑馬魚皮膚中角質形成細胞的連線以及黑素細胞的數量、分布、分化和遷移的影響。通過以上研究旨在揭示皮膚色素異常的可能發病機制,為色素異常性疾病的防治提供新的思路。

結題摘要

本課題前期研究發現泛發性屈側網狀色素異常的致病基因為POFUT1基因，同時利用反義嗎啡啉基因沉默技術成功建立了POFUT1基因沉默的斑馬魚疾病模型。本研究旨在研究POFUT1基因突變導致色素異常的分子機制，研究發現在電鏡下觀察到患者皮損中黑素細胞數量偶見，存在少量胞突，胞內無色素顆粒，表明POFUT1基因功能缺陷嚴重影響人體黑素細胞內黑素的合成或轉運障礙。患者皮損組織qRT-PCR檢測和免疫組化均顯示POFUT1、NOTCH3、MITF、TYR、KRT5表達不同程度降低，HMB45蛋白在皮突延長處呈陽性。利用RNA干擾敲除POFUT1 慢病毒感染原代黑素細胞與原代黑素細胞比較，發現RNA干擾敲除POFUT1的黑素細胞在Notch信號通路上，Notch1受體、Notch3受體表達顯著性降低，黑素運輸相關基因MLPH 表達顯著性降低。POFUT1基因突變導致泛髮型屈側網狀色素異常患者皮膚黑素小體成熟障礙，與調控PMEL17基因相關，提示POFUT1基因可能通過Notch3受體激活信號通路下游靶基因影響皮膚色素的合成和轉運。利用透射電鏡和掃描電鏡觀察斑馬魚疾病模型角質形成細胞的形態和數量無明顯異常，黑素細胞數量無明顯變化，但其中黑素小體的分布存在明顯的不均勻，提示POFUT1基因功能的缺陷，影響黑素小體的合成和轉運斑。斑馬魚的 RNA rescue 試驗，證實人源性的 POFUT1 基因可以挽救斑馬魚疾病模型，進一步驗證 pofut1 基因對於黑素合成的重要性。同時在該研究經費的支持下，我們對近400例遺傳性色素異常性皮膚病致病原因進行研究。本研究已發表標註相關論文14篇，1篇有待發表。