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脆性X染色体综合症(FXS)是一种常见的由单基因Fmr1突变引起的智力障碍疾病。它在遗传性智力障碍患者中发病率仅次于唐氏综合征。据世界卫生组织公布的数据,FXS的发病率在男性中高达1/3000,在女性中为1/6000。FXS所导致的智力障碍不仅给病人带来巨大的痛苦,而且患儿从发育早期—直到生命结束这—漫长的病程给家庭和社会都带来沉重的负担。目前研究发现mGluR5信号通路在FXS的发病过程中具有核心作用,而且mGluR5受体蛋白的小分子抑制剂fenobam和AFQ056已进入临床试验,并在用药早期有一定治疗效果。但是,不久便出现药物耐受性。又知,mGluR5的磷酸化可以调控其自身的功能,因此,研究FXS模型Fmr1-/-小鼠神经元中mGluR5受体蛋白的磷酸化变化及这个变化对mGluR5功能的影响是很有必要。而且这些研究可以为解决mGluR5受体蛋白抑制剂的耐药机制和FXS的发病机理提供重要线索。我们实验主要分为两部分:1.通过质谱检测Fmr1-/-小鼠大脑皮层中蛋白的总体磷酸化变化,然后用蛋白磷酸化组学方法和能特异识别磷酸化的抗体验证上述检测结果。结果发现Fmr1-/-小鼠大脑皮层中mGluR5受体蛋白上1014和1016位丝氨酸的磷酸化水平增加;同时mGluR5-ERK1/2信号通路下游的S6K蛋甶的389位苏氨酸的磷酸化增加,表明Fmr1-/-、鼠人脑皮层中蛋白质的合成可能增加。2.我们通过免疫共沉淀技术研究mGluR5蛋白上1014和1016位丝氨酸的磷酸化对mGluR5功能的影响,结果表明:(1)和野生型的mGluR5蛋白相比,mGluR5蛋白上S1014和S1016的去磷酸化抑制其与Homer1c相互作用(Homer1c足一个很重要的神经支架蛋白,它通过与mGluR5的相互作用来调控mGluRS的下游信号通路,而在Fmr1-/-小鼠中mGluR5和Homer1c的相互作用减少);而模拟S1014和S1016位点完全磷酸化的mGluR5蛋白与Homer1c的相互作用则没有变化。(2)相对于野生型的和模拟磷酸化的mGluR5突变体,mGluR5的去磷酸化抑制mGluR5蛋白在其发挥功能的近细胞质膜区域的定位,同时也抑制mGluRS蛋白与Homer1c在该区域的定位。(3)mGluR5蛋白上1014和1016位丝氨酸的去磷酸化和模拟完全磷酸化都能抑制神经细胞N2a的分化。综上所述,Fmr1基因敲除(Fmr-/-)小鼠大脑皮层中mGluR5受体蛋白上1014和1016位丝氨酸的磷酸化水平明显高于野生型,而在细胞和组织水平上发现mGluR5蛋白上S1016的磷酸化促进mGluR5蛋白与Homer1c蛋白间的相互作用和在细胞中的共定位,但是抑制神经性细胞N2a的分化。目前为止,还没有研究报道Fmr1-/-小鼠中,mGluR5蛋白上S1016的磷酸化水平变化及该磷酸化变化对mGluRS蛋白功能的影响。因此,我们的研究为FXS的发病机理提供了重要的实验线索,也为解决FXS疾病治疗中mGluR5抑制剂的耐药性提供了理论依据,最终期望减轻或者治愈FXS疾病,使FXS病人摆脱智力障碍所带来巨大的痛苦。