Prion疾病,又被称为传染性海绵状脑病（TSEs）,作为一种重要的致死型神经退行性疾病,广泛存在于各种哺乳动物体内特别是人体内,包括羊瘙痒病、疯牛病,人的家族性和散发性的CJD、GSS综合症、FI以及kuru病等。如今prion疾病已经扩展为prion-like疾病,包括由α-突触核蛋白导致的帕金森疾病,由tau蛋白和Aβ导致的阿尔兹海默病,由TDP-43以及S○D1导致的肌萎缩性脊髓侧索硬化症等。Prion疾病的发病机理主要是正常的朊蛋白（PrPc）错误折叠形成病理的朊蛋白（PrPSc）,PrPSc单体通过疏水相互作用逐渐形成二体、寡聚体进而形成“种子”,这种“种子”可以诱导PrPc到PrPSc的转变,最终形成淀粉样沉淀。在体外实验中成核形成"种子"的过程是朊蛋白纤维化的主要限速步骤,而细胞中影响“种子”形成的因素又有哪些?作为PrP中最重要的翻译后修饰,N-糖基化修饰不仅在正常PrPc中发挥着重要的生理功能,同时与朊病毒株型、PrPSc复制、细胞毒性以及神经侵染等密切相关,但是并没有任何直接证据表明N-糖基化修饰异常可以导致prion疾病的产生,那么又如何解释糖基化位点附近存在如此之多的病理突变体呢?糖基化修饰与prion疾病之间到底存在什么联系呢?这些问题都值得探索。本论文首先研究了糖基化位点附近的病理突变体V180I和F198S是否存在异常的糖基化修饰以及其细胞定位情况。通过在昆虫细胞中高表达人野生型朊蛋白、V1801以及F198S,进而鉴定其N-糖基化修饰情况,发现人野生型朊蛋白糖基化修饰正常,而V180I和F198S修饰异常。激光共聚焦显微镜观察各种PrP在RK13细胞中定位,发现WTPrP主要锚定在细胞膜上,F198S主要分布在胞质中,而V1801大部分存在于胞质中,部分锚定在细胞膜上。由此推测,N-糖基化修饰在一定程度上可以影响细胞定位。在此基础上,我们构建了单糖基化位点突变体（N181D和N197D）、双糖基化位点突变体（N181D/N197D,DM）、糖基化位点双突基础上重新引进糖基化修饰（T199N/DM）以及GPI缺失突变体,发现单糖基化的PrP仍然锚定在细胞膜上,而双突、GPI缺失突变体以及糖基化修饰被抑制后的PrP都定位于细胞质之中,说明GPI锚定在PrP定位上发挥着决定性的作用,而糖基化修饰对于PrP定位也是不可或缺的。N-糖基化修饰是否可以通过影响细胞定位进而影响朊蛋白聚集,我们从糖基化修饰相关的突变体的PK抗性、聚集能力以及细胞毒性等方面加以阐述。通过PK梯度酶解实验以及超离实验发现,糖基化程度越低,PrP更倾向于定位于细胞质中,对PK酶的抗性就越强,PrP就更容易聚集,而通过药物处理抑制糖基化修饰之后,所有的PrP突变体几乎具有相同的PK抗性以及聚集能力。同样正常情况下,PrP的细胞毒性强弱依次为:DM>V180I>N197D>WTPrP,而抑制糖基化修饰之后朊蛋白细胞毒性相差不大。实验结果说明,糖基化程度越低,PrP越容易聚集,对细胞产生的氧化压力越大,细胞毒性越大,越容易导致prion疾病的产生。最后,本文通过ThT荧光检测、Sarcosyl可溶性SDS-PAGE以及时间梯度电镜实验,发现甘露糖、乳糖和蔗糖都可以明显抑制人野生型朊蛋白、病理突变体F198S糖基化位点单突N197D等的聚集,而麦芽糖对PrP的聚集几乎没有影响。ITC结果证实麦芽糖、乳糖与人野生型朊蛋白存在较弱的相互作用,而廿露糖则没有。根据体外实验推测,只有N-糖基化修饰本身中存在糖苷才可以通过相互作用抑制朊蛋白聚集,而一些单糖与朊蛋白的相互作用太弱以至于不能被检测出来。本文以人朊蛋白定位作为切入点,解释了为什么糖基化位点附近存在如此之多的病理突变体,从朊蛋白的生化性质、聚集能力、细胞毒性以及体外聚集动力学实验等各方面阐明了 N-糖基化修饰与prion疾病之间的关系,即糖基化程度越低,越容易导致prion疾病的产生,为朊蛋白错误折叠引发prion疾病提供了新思路新方法,为治疗prion疾病提供了糖基化修饰这个新靶点,同时本研究还为部分潜伏期的prion疾病患者的诊断和治疗提供了坚实有力的理论基础。