论文部分内容阅读
2型髓系细胞触发受体(Triggering receptor expressed on myeliod cells2,TREM2)是中枢神经系统(central nervous system,CNS)中主要表达于小胶质细胞表面并参与机体固有免疫的一种受体蛋白,与其接头蛋白酪氨酸激酶结合蛋白(DNAX activating protein of12 kDa,DAP12)形成TREM2/DAP12复合物,从而调节小胶质细胞中的炎症反应和吞噬功能。TREM2属于Ⅰ型跨膜蛋白,其胞外段经过蛋白酶切割后产生可溶形式TREM2(soluble TREM2,sTREM2)并释放至胞外。早期研究发现TREM2的突变导致NHD(Nasu-Hakola Disease),最近全基因组关联分析(Genome-wide association study, GWAS)发现,TREM2编码区的突变显著增加罹患阿尔茨海默症(Alzheimers Disease, AD)的风险,其中R47H突变的风险系数与apoE4相似。随后的研究表明,TREM2的突变还与额颞叶痴呆(frontotemporal dementia,FTD)、帕金森症(Parkinsons disease,PD)、肌萎缩性脊髓侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)等神经退行性疾病相关。这表明TREM2在神经退行性疾病中发挥着重要作用,但是TREM2突变如何加剧神经退行性疾病发生风险还需要进一步研究。APOE(apolipoprotein E)是最早被发现与晚发型AD相关的基因,主要有三种基因型:ε2、ε3、ε4,分别编码apoE2、apoE3和apoE4蛋白。ε4作为晚发型AD的风险因子,其具体机制还不是很清楚。 在本研究中,我们首先构建了TREM2胞外段(sTREM2,1-171 aa)及疾病相关突变(包括R47H、R62H两个AD相关突变及Y38C、T66M两个FTD相关突变),通过在HEK293T上表达并从培养基中纯化这些蛋白。我们发现,Y38C和T66M突变的sTREM2胞外水平极低,这表明Y38C和T66M突变可能影响sTREM2蛋白的分泌从而导致功能异常。接着,我们发现sTREM2野生型(wildtype,WT)能够增加小胶质细胞分泌的促炎因子IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA水平。但是,与sTREM2 WT相比,sTREM2 T66M增加的炎症因子水平显著升高,而sTREM2 R47H和R62H表现出较弱的促炎作用。然后,我们探讨了sTREM2突变体对野生型和Trem2(knockout,KO)原代小胶质细胞凋亡的影响,TUNEL实验表明sTREM2 WT能够抑制细胞凋亡,但是, sTREM2 R47H、 R62H和Y38C表现出较弱的抗凋亡作用。最近,两个研究团队同时揭示apoE可以结合TREM2的胞外段从而作为TREM2的一个新配体。我们细致地探讨了apoE与TREM2结合的特点。通过表面固相结合实验,发现apoE3(10nM)与TREM2结合的解离常数为150.8nM。同时我们发现,R47H、R62H、Y38C、T66M突变形式的TREM2与apoE3的亲和性显著降低。通过对胞外不同长度的TREM2分析,我们证实了apoE主要结合在TREM21-71氨基端序列上。通过分析该区段氨基酸特点构建了TREM2胞外正电荷氨基酸突变成丙氨酸的突变(K42A、R46A、R47A、K48A、R52A、K57A),发现正电荷氨基酸突变的sTREM2与apoE3的亲和力降低,说明apoE与TREM2的结合主要通过静电相互作用,TREM2的精氨酸和赖氨酸对于二者的结合起到关键作用。 本研究证实了疾病相关的TREM2突变影响了其在细胞中的转运及sTREM2的分泌,并且发现这些突变影响了sTREM2在炎症和凋亡中的功能,我们证实这些突变降低了其与配体apoE的亲和力。总之,通过对TREM2突变增加神经退行性疾病发生风险的作用机制进行细致探讨,可以了解sTREM2如何参与神经退行性疾病的发生发展及疾病进程,也可以为靶向sTREM2的神经退行性疾病药物研发提供理论基础。