GAPDH基因单核苷酸多态性及表达与帕金森病关系的实验研究

研究表明3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)基因与阿尔茨海默病(AD)发病风险相关，突变体GAPDH具有蛋白聚集倾向。然而，GAPDH基因是否与帕金森病(PD)也有关联则缺乏相关研究数据。本课题组前期研究证实，GAPDH过表达、核转位及聚集参与多巴胺能神经元凋亡；而且通过siRNA干扰抑制PC12细胞中GAPDH的表达，可对细胞产生保护作用。这些数据提示GAPDH基因变异所致的表达变化可能与PD存在关联。本研究中，我们拟采用病例对照分析，探讨GAPDH基因单核苷酸多态性(SNPs)与PD的关联性；并在多巴胺能细胞系中克隆这些SNPs观察其相关表达产物的活性、功能及其对细胞内包涵体形成的影响。最后通过敲除和敲低细胞和小鼠等多种模型中多巴胺能神经元GAPDH的表达，观察多巴胺能神经元的相关变化，同时观察抑制GAPDH过表达是否能在多种PD模型中发挥神经保护作用，为PD的靶向治疗提供新的思路。

目前有关3-磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）与帕金森病（PD）之间关系的研究极少。本课题首先（第一部分）选取PD患者与对照组进行病例对照研究，对GAPDH基因进行遗传学分析，探讨GAPDH基因与PD发病的关联性，结果发现GAPDH基因5’非编码区点rs1136666多态性与PD发病相关，且与性别和年龄有关。同时，我们对两组人群的其他几个基因NCAPD2、GAPDH家族、PKP2P1、PPM1H、CD9、ETV6等也进行遗传学分析，发现GAPDH基因上游NCAPD2基因中rs7311174、rs2072374位点的多态性在两组之间具有显著差异，而rs740850及GAPDH家族位点中rs2029721、rs4806173、rsl2984928基因多态性则无统计学意义。此外，本研究发现rsl0492243与PD有强烈的关联性，而rs2008134、rs342169、rs740839、rs732868与PD间则无统计学意义。随后，我们扩大了两组人群的样本，对GAPDH rs3741918以及rs1060619两新入组分析位点进行关联性统计分析，发现rs3741918突变使散发性PD的患病率降低，而rs1060619则增加散发性PD的易患性。随后进行的过表达细胞模型研究（本课题第二部分），我们选择构建rsll36666点突变载体,探讨GAPDH基因突变与PD的关系，结果显示GAPDH基因5’非编码区突变,可引起mRNA表达降低,蛋白折叠障碍,异常GAPDH聚集,最终引起细胞死亡,加入鱼藤酮后,细胞内凋亡加重。实验进一步证明GAPDH过表达时细胞内氧化水平增高,促进细胞凋亡，当过表达与突变同时存在时,细胞凋亡作用加强。另外，我们的研究也发现过表达与突变均能引起GAPDH多聚体的形成。 动物模型研究（第三部分），我们选择野生型及VMAT2、DAT 50%敲低遗传背景的小鼠模型，发现经鱼藤酮诱导后，野生型小鼠体内GAPDH发生聚集，在VMAT2敲低小鼠模型中这一现象更为显著，而DAT敲低模型鼠中上述现象则不明显，提示GAPDH聚集与PD严重程度呈正相关。