白质消融性白质脑病发病机制中内质网应激反应的作用及其干预

白质消融性白质脑病(VWM)是儿童期常见遗传性白质脑病之一，5个致病基因分别编码蛋白质翻译启动的重要因子-真核细胞翻译启动因子2B(eIF2B)的5个亚单位。多数患儿遇发热等应激后病情明显加重，这一独特临床特征机制未明，推测与eIF2B突变导致合成大量髓鞘蛋白的少突胶质细胞对内质网(ER)应激的易感性增加有关。本项目通过研究eIF2B突变的人类少突胶质细胞系及VWM患者皮肤成纤维细胞在基础与ER应激状态下非折叠蛋白反应PERK通路的分子指标、细胞凋亡、自噬和细胞活力的变化，与野生型比较，以验证eIF2B突变导致ER应激的高反应性并致细胞凋亡这一假说。并通过研究低温、eIF2磷酸酶选择性抑制剂和自噬诱导剂等干预措施对于突变少突胶质细胞的影响，探讨上述干预有否保护作用，并了解自噬在此过程中的作用。研究结果将为VWM等与ER应激有关的人类神经系统疾病的发病机制的深入认识及干预提供理论依据。

白质消融性白质脑病(VWM)是一种多于幼儿及儿童期起病的常染色体隐性遗传性白质脑病。该病临床表现为进行性运动认知倒退，70%患儿遇应激事件后看出现发作性加重，头颅MRI显示大脑白质进行性液化。该病是由于真核翻译起始因子2B(eIF2B)的编码基因EIF2B1-5突变所致。eIF2B不仅是蛋白翻译启动的重要因子，也是内质网应激(ERS)后未折叠蛋白反应(UPR)通路上的关键分子。本研究证实eIF2B突变导致少突胶质细胞对ERS耐受性下降，并通过探索基础状态与ERS后不同时间点eIF2B突变少突胶质细胞UPR通路各分子表达以及自噬水平变化，探讨eIF2B突变导致少突胶质细胞对ERS不耐受的机制。结果显示：(1) EIF2B3突变型人类少突胶质细胞对ERS的耐受性较野生型差（通过细胞活力和细胞凋亡指标反映）；(2) EIF2B3突变型人少突胶质细胞系与野生型相比，存在基础状态下以及ERS后UPR分子的高表达。在基础状态下突变型人少突胶质细胞系UPR-PERK通路的P-eIF2α、ATF4、CHOP和GADD34表达即高于野生组，ERS刺激后的2、8、24、48和72小时，突变细胞中ATF4分子、凋亡相关的CHOP和GADD34分子的表达均高于野生细胞。野生型中的P-eIF2α分子，在ERS刺激4小时之内较突变型升高明显，在24-72小时表达明显下降，但突变细胞中持续高表达。(3) EIF2B3突变型人少突胶质细胞系与野生型相比，自噬水平下降。在基础状态下和ERS刺激后8、24小时LC3-I和LC3-II的表达均减少；基础状态下和ERS刺激后的2、8、24、48小时，自噬潮水平下降。ERS刺激前加入自噬诱导剂Rapamycin，ERS后8、24、48小时细胞活力无显著下降，在ERS后48小时凋亡减少，而加入自噬抑制剂3-MA引起细胞活力的进一步下降，在ERS后48小时凋亡增加。提示自噬诱导对eIF2B突变细胞ERS起保护作用，而自噬抑制起加重作用。(4)对eIF2B活性影响较大的EIF2B5突变与影响较小的突变相比，导致人少突胶质细胞系的ERS耐受性更差。因此，本研究证实eIF2B的功能下降导致胶质细胞对ERS不耐受，这与eIF2B 突变所引起的UPR通路过度持久激活以及自噬水平的抑制有关。本研究结果为进一步了解VWM发病机制提供线索，并为该疾病的干预提供理论依据。