Beclin1复合体在神经酰胺三己糖苷诱导Fabry病自噬障碍中的调控作用及机制研究

Fabry病是GLA基因缺陷造成α半乳糖苷酶A活性下降，导致神经酰胺三己糖苷（Globotriasylceramide，Gb3）堆积引起多器官损害的第二常见溶酶体病。2010年发现的Fabry病自噬障碍是不同类型溶酶体病的共同改变，Gb3是本病自噬障碍的重要因素，但其诱导自噬障碍的途径尚不明确。Beclin1蛋白是影响自噬通路的关键因子，通过与其他蛋白作用形成复合体调控细胞自噬。本研究通过Gb3/患者血浆诱导或药物预处理干预体外培养Fabry病患者成纤维细胞的自噬活动，测定活性氧释放、Beclin1表达及其与其他蛋白交联的改变，并通过抑制活性氧释放或siRNA干扰Beclin1表达，测定自噬体转化、融合和降解等环节改变，探讨Gb3是否通过促进活性氧释放，进而影响Beclin1复合体的蛋白交联来诱导自噬障碍。本研究将进一步揭示Gb3导致Fabry病细胞损害的机制，也为药物研发提供了新途径。

Fabry病是GLA基因缺陷造成α半乳糖苷酶A活性下降以及底物神经酰胺三基糖苷堆积导致的发病率居第二位的X连锁遗传性溶酶体病，自噬障碍是不同类型溶酶体病的共同改变，但Fabry病中自噬障碍证据不足，诱导自噬障碍的途径尚不明确。在临床研究中，我们在Fabry病患者探讨了与自噬障碍密切相关的临床表型-血管病变的影响因素，发现患者MRI病灶及脑白质病变严重评分与患者的年龄、病程、疾病严重度评分均显著相关，而与患者酶活性无关。在体外实验中，首先我们在Fabry患者皮肤组织超微结构中证实了自噬障碍的存在；其次我们构建两个家系突变型重组表达质粒（pcDNA3.1-ex1，pcDNA3.1-ex3）及GLA野生型重组表达质粒（pcDNA3.1-GLA），在携带突变型及野生型GLA的Hela细胞中发现了自噬标记物LC3-II/LC3-I比值比上调，多聚泛素结合蛋白P62水平下调，自噬基因BECN1水平上调。最后，在体外培养的成纤维细胞，Fabry组和对照组LC3-II/LC3-I比值比、p62水平无显著差异，Fabry组BECN1 mRNA水平高于对照组，ROS水平低于对照组。在饥饿诱导后，两组LC3-II/LC3-I比值比、BECN1 mRNA，ROS水平上调，P62水平下调，且对照组LC3II/LC3I比值比、BECN1 mRNA、ROS水平高于Fabry组，P62水平无显著差异。在3-MA处理后，两组LC3II/LC3I比值比、BECN1 mRNA，ROS水平下降，p62水平上调，对照组LC3II/LC3I比值比和P62水平低于Fabry组，但BECN1 mRNA，ROS水平二组无显著差异。该结果证实了在Fabry病中存在自噬障碍以及应激状态下(饥饿诱导和药物抑制)自噬调节能力下降，这一结果与国外学者观察到的应激状态下Fabry病自噬调节能力升高的结论相反，而我们研究结果提示的通过Beclin1/ROS依赖性信号通路诱导细胞自噬障碍这一发现在Fabry病中尚无报道。本研究结果对Fabry病中血管重塑和器官纤维化等自噬障碍相关性临床表型的干预研究可能提供更多的途径。