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在真核细胞中,错误折叠或异常聚集的蛋白通常有三种命运,在分子伴侣的作用下去折叠以恢复正常结构,通过泛素-蛋白酶体系统被降解或者自噬-溶酶体系统被清除。通常情况下,泛素-蛋白酶体系统是降解错误折叠蛋白的主要途径,当其活性损伤或功能障碍时,自噬-溶酶体通路会代偿性地被激活。Pohl是裂殖酵母中Padl在人体中的同源物,参与维持细胞活性,调节胚胎干细胞分化,促进肿瘤的形成等过程。此外,Pohl是26S蛋白酶体的一个亚基,具有去泛素化酶活性。Tau蛋白相关疾病是由于tau蛋白异常聚集而导致的一类神经退行性疾病,其典型病理学特征是出现胞内的细胞骨架结构损坏,以及在神经元及神经胶质细胞中出现含tau蛋白的聚集体。此外,这类疾病患者体内普遍存在泛素-蛋白酶体系统功能缺陷。而在蛋白酶体功能障碍时,自噬-溶酶体通路的活性将代偿性增强以清除胞内异常聚集的蛋白质。Pohl与异常聚集的蛋白质经自噬途径的降解有关。蛋白酶体活性被抑制时,Pohl缺陷可以导致蛋白质聚集体的清除障碍,而注入外源性K63连接的泛素链可促进蛋白质聚集体的清除。据此,我们推测Pohl可能通过K63连接的泛素链的介导参与异常聚集的tau蛋白的清除过程。本研究以HEK293/tau441细胞为实验材料,采用转染Pohl siRNA的方法下调内源性Pohl的表达水平,然后用5 μM蛋白酶体抑制剂MGl32处理细胞24 hr,以诱导胞内含tau蛋白的聚集体的形成；之后将MGl32洗脱,观察异常聚集的tau蛋白的降解过程并对其机制进行探讨。结果显示： (1)与对照组相比,Pohl siRNA的浓度为80 nM时,内源性Pohl表达水平下降多达60%,抑制效果显著(p<0.001)。(2)MGl32处理细胞后,tau蛋白向核周聚集,vimentin显色阳性并在核周出现蛋白质聚集体形成的典型的球状聚集物。同时,tau蛋白和vimentin具有共定位关系。MG132洗脱后,tau蛋白散在分布在胞浆中,同时,蛋白质聚集体出现解聚。 (3)MG132处理细胞后,tau和Pohl在近核区共定位并形成了明显的球状聚集体；MG132洗脱处理组中,tau和Pohl的聚集程度明显降低,但是二者还保持共定位关系。 (4)与正常对照组比较,单纯MG132处理会导致tau含量增加(p<0.01)MGl32洗脱后,tau含量显著减少(p<0.001); Poh1 siRNA处理细胞后,与正常对照组比较,MGl32处理后tau含量显著增加(p<0.001),去除MG132后,tau含量显著减少(p<0.001)。但是与无Pohl siRNA处理组相比,Pohl siRNA组的MG132 wash/MG132的比值较大(p<0.01)。(5)与正常对照组相比,单纯MGl32处理会使LC3-II表达水平上调(p<0.01),洗脱MGl32后LC3-II表达水平下降；Pohl siRNA处理组细胞中,MGl32处理组或MGl32洗脱组中LC3-II的表达水平均无明显改变。 (6)与正常对照组比较,MGl32单独处理组中,K63连接的泛素链含量明显增加(p<0.001)；洗脱MGl32后,K63连接的泛素链的含量显著下降(p<0.001)。在下调Pohl表达水平的基础上,MGl32处理后,相对于正常对照组,K63连接的泛素链含量明显增加(p<0.01),MGl32洗脱后,K63连接的泛素链含量减少(p<0.01)。但是和MGl32单独处理组相比,下调Pohl表达水平后用MGl32处理,K63连接的泛素链含量明显减少(p<0.01)。(7)与正常对照组相比,单纯MGl32处理组与Pohl siRNA和MGl32同时处理组细胞中,ac-tubulin表达水平都显著下降(p<0.001)；与MGl32单独处理组比较,抑制Pohl表达水平后的MGl32处理组中,ac-tubulin含量无明显改变。与Pohl siRNA非处理组的MGl32洗脱组比较,抑制Pohl表达后再洗脱MG132, ac-tubulin含量增加(p<0.01)。但是,抑制Pohl表达水平对细胞中HDAC6的含量无影响。综合上述结果可知,Pohl在tau蛋白的清除过程中发挥重要作用。Pohl通过调节K63连接的泛素链的含量,进而调节HDAC6的去乙酰化酶活性,最后激活自噬途径对tau蛋白的降解。当蛋白酶体有功能障碍时,降低内源性Pohl的表达水平会直接导致K63连接的泛素链含量的减少,进而降低HDAC6的去乙酰化酶活性以及自噬活性,最终使tau蛋白的清除过程受阻而引起胞内tau蛋白积累。本研究初步探索了Pohl在tau蛋白聚集体清除过程中的作用及相关机制,为tau蛋白相关疾病的靶向治疗提供了可靠的实验依据。