双特异性酪氨酸磷酸化调节激酶1A（DYRK1A）蛋白降解的分子机制及其对神经细胞分化和存活的影响

阿尔茨海默病(AD)是老年性痴呆的最常见原因，65岁以上的老年人中AD的发病率约为6%，现今对于AD仍无有效的治疗，因此构成了社会和家庭的巨大负担。唐氏综合征（DS）患者在中年以后会发展AD的神经病理改变，因此是研究AD的良好模型。双特异性酪氨酸磷酸化调节激酶1A（DYRK1A）位于21号染色体，被认为参与了AD以及DS患者的记忆功能损害。DYRK1A转基因小鼠以及单拷贝小鼠均表现为学习记忆障碍，提示DYRK1A在细胞内的表达量会严重影响神经元功能，因此有必要研究DYRK1A的蛋白表达调控机制。我们最近的文章显示DYRK1A可以通过影响RE1沉默转录因子（REST）的磷酸化及泛素化降解而降低REST的表达，由于REST在神经元分化过程中有重要功能，在此我们将进一步阐明DYRK1A蛋白被泛素-蛋白酶体降解的分子机制及其对神经元分化和存活的影响。此项研究将进一步促进对AD和DS发病机制的理解。

DYRK1A 基因定位于 21 号染色体上一段名为唐氏综合征关键区域的序列，被认为 参与了 DS 及 AD 的病理过程，但其降解机制尚不清楚。本课题研究了 DYRK1A 和 βTrCP 在细胞周期中的表达和变化规律，确定了SCFβTrCP 介导DYRK1A 降解的分子机制。我们将 pDYRK1A-flag-myc 和泛素的表达质粒 pUbi-his 共转染 入 Hek293 细胞， 通过免疫共沉淀技术检测被泛素化的 DYRK1A 蛋白，验证了DYRK1A 是通过泛素-蛋白酶体途径降解的，并且证实了E3 泛素连接酶 SCFβTrCP 参与了 DYRK1A 的降解过程。通过 CHX chase assay 我们发现DYRK1A 蛋白的 N 端决定 DYRK1A 降解，并且其N 端 34-71 氨基酸残基序列中存在 βTrCP 的结合位点，进而我们确定了49SDQQVSALS57 残基序列是DYRK1A降解决定子。流式细胞术结果证实了SCFβTrCP 在细胞周期中能调控 DYRK1A 的蛋白水平,因此我们认为SCFβTrCP 介导的 DYRK1A 蛋白降解对细胞周期顺利进行具有重要意义。