第十一届北京罕见病学术大会暨2023京津冀罕见病学术大会征文(137)

于佳希¹，刘付童玲¹，郑宜蕾²，孟令超¹，张巍¹，

徐进¹，袁云¹，洪道俊²，王朝霞^1*，邓健文^1*

1北京大学第一医院神经内科  2南昌大学第一附属医院

目的：神经元核内包涵体病(Neuronal intranuclear inclusion disease， NIID)是一种神经肌肉/神经退行性疾病，由位于NOTCH2NLC基因5’UTR的CGG重复序列扩增引起。这些重复序列被翻译成含有多聚甘氨酸的蛋白质uN2CpolyG，并形成蛋白质包涵体，通过未知的机制在细胞模型中具有毒性。本研究的目的是探究uN2CpolyG毒性蛋白的致病机制，寻找可能的治疗靶点。

方法：构建该基因5’UTR区CGG重复扩增变异果蝇模型，结合细胞模型和患者组织样本，通过病理学、行为学以及生化与分子生物学等实验深入探究OPDM的致病机制。

结果：构建了一个在多个系统中表达uN2CpolyG的转基因果蝇模型，在该模型中观察到NOTCH2NLC基因CGG重复扩增翻译产生uN2CpolyG（uORF-NOTCH2NLC-polyG）蛋白，形成核内包涵体，导致果蝇模型出现进行性神经元丢失、运动障碍和生存周期缩短等疾病表型。在电镜下观察到果蝇模型和NOTCH2NLC相关疾病患者的肌肉样本中线粒体体积均显著增大。RNA-seq和线粒体功能分析表明转基因果蝇模型和NOTCH2NLC相关疾病患者样本中均存在线粒体氧化磷酸化水平下调，其中线粒体复合物I的呼吸功能下降尤为显著。进一步免疫荧光和免疫电镜在NOTCH2NLC相关疾病患者肌肉组织、脑组织和神经细胞模型中均发现uN2CpolyG蛋白与线粒体共定位。免疫共沉淀实验发现，uN2CpolyG蛋白与线粒体RNA结合蛋白LRPPRC相互作用，而在果蝇模型中过表达LRPPRC的同源基因可部分减轻神经元丢失表型。艾地苯醌饲喂可改善转基因果蝇的线粒体功能，并延缓神经退行性变。

结论：表达uN2CpolyG的转基因果蝇模拟了NOTCH2NLC相关疾病的关键病理特征和临床特征，uN2CpolyG毒性蛋白通过与LRPPRC相互作用介导线粒体功能障碍和神经变性。逆转线粒体功能障碍可能为这种疾病提供一种潜在的治疗方法。

关键词：神经元核内包涵体病；polyG；转基因果蝇模型；线粒体氧化磷酸化缺陷; 艾地苯醌干预