朱蘭卉， 李馮銳,2， 周懿舒， 崔洪剛， 龐 灝△

(1中國(guó)醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110001； 2包頭醫(yī)學(xué)院法醫(yī)學(xué)系，內(nèi)蒙古 包頭 014060)

·綜述·

細(xì)胞凋亡途徑中HIPPI的潛在調(diào)節(jié)作用*

朱蘭卉1， 李馮銳1,2， 周懿舒1， 崔洪剛1， 龐 灝1△

(1中國(guó)醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110001；2包頭醫(yī)學(xué)院法醫(yī)學(xué)系，內(nèi)蒙古 包頭 014060)

亨廷頓蛋白相互作用蛋白1相互作用因子(huntingtin-interacting protein 1 protein interactor, HIPPI) 也稱為雌激素相關(guān)受體β樣蛋白1(estrogen-related receptor beta-like protein 1, ESRRBL1)或者鞭毛內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白57同系物(intraflagellar transport 57 homolog, IFT57)。2002年，Gervais等[1]在研究亨廷頓病(Huntington disease, HD)的發(fā)病機(jī)制時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種新的與享廷頓蛋白相互作用蛋白1(huntingtin-interacting protein 1,HIP-1)相互作用的蛋白，進(jìn)而克隆了該蛋白的基因，并命名這個(gè)新的蛋白為HIPPI。進(jìn)一步深入研究發(fā)現(xiàn)HIPPI參與細(xì)胞凋亡的發(fā)生，并推測(cè)其在神經(jīng)變性疾病HD的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。隨后，研究者們發(fā)現(xiàn)IFT57/HIPPI也參與排列在纖毛和鞭毛軸絲微管中大的蛋白復(fù)合物的雙向運(yùn)動(dòng)，影響著細(xì)胞內(nèi)基本的蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)[2]。也有研究指出HIPPI在胚胎發(fā)育初級(jí)階段有著重要功能。最新的研究顯示HIPPI作為一個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄因子，參與包括與凋亡相關(guān)的多種基因的調(diào)節(jié)，進(jìn)而影響不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通道。鑒于HIPPI表現(xiàn)出的生理病理學(xué)重要性，本文對(duì)HIPPI基因與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、分布特征、生物學(xué)功能及病理生理學(xué)意義等進(jìn)行綜述，重點(diǎn)探討HIPPI在凋亡過程中的潛在調(diào)節(jié)作用。

1 HIPPI基因與蛋白特性

為了探查與HD發(fā)病相關(guān)的HIP-1的潛在作用因子，Gervais等[1]利用HIP-1所含有的偽死亡效應(yīng)區(qū)(pseudo-death effector domain, pDED)序列為作用靶點(diǎn)，采用酵母雙雜交技術(shù)鑒定出了與HIP-1相互作用的蛋白HIPPI(OMIM#606621)，進(jìn)一步克隆出了HIPPI基因(基因庫(kù)通道號(hào)：AF245220)。人類的HIPPI基因位于染色體3q13.12～q13.13，基因組序列跨度約62 kb，由11個(gè)外顯子和10個(gè)內(nèi)含子組成；人類的HIPPI基因序列與黑猩猩、狗、母牛、小鼠、雞、斑馬魚、果蠅等動(dòng)物存在著高度的同源性；人類HIPPI基因的開放閱讀框由1 287個(gè)核苷酸組成，目前為止，在人類HIPPI基因編碼區(qū)共發(fā)現(xiàn)60個(gè)突變(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/)，其中錯(cuò)義突變30個(gè)，產(chǎn)生框架漂移的突變3個(gè)，同義突變17個(gè)。

人類HIPPI蛋白由429個(gè)氨基酸組成，蛋白分子量為55 kD[3]。人類HIPPI蛋白的第44位氨基酸至第402位氨基酸之間形成一段高度保守的序列，與其它IFT家族成員表現(xiàn)出較高的相似性；氨基酸序列分析顯示HIPPI蛋白的第126位至C端區(qū)域，與秀麗隱桿線蟲的同源蛋白有37%的同源性，有高達(dá)67%的相似性；除了pDED獨(dú)特的序列區(qū)域外，HIPPI蛋白的C端也顯示出與諸如小分子鳥甘酸結(jié)合蛋白R(shí)ho(Ras homologue)相關(guān)的激酶2(Rho-associated coiled-coil-containing protein kinase 2,ROCK2)、著絲粒蛋白E及肌凝蛋白重鏈等細(xì)胞骨架蛋白的弱相似性。

2 HIPPI在組織和細(xì)胞中的表達(dá)

采用Northern blotting方法檢測(cè)成人人體組織中的總RNA，經(jīng)HIPPI探針雜交后顯示，一個(gè)約1.8 kb的特異性轉(zhuǎn)錄子發(fā)現(xiàn)于腦、心臟、骨骼肌、大腸、胸腺、脾臟、腎臟、肝臟、小腸、胰腺和肺臟等大部分人體組織中，其中以腦、心臟、腎臟和肺臟的表達(dá)最為豐富。進(jìn)一步對(duì)腦組織的不同部位進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)殼核、顳葉、額葉、枕極、大腦皮層和小腦均有HIPPI mRNA表達(dá)，尤以枕極表達(dá)最為豐富，但同為神經(jīng)組織的脊髓只有微弱的表達(dá)[1]。采用Western blotting方法分析成人人體組織中的總蛋白，經(jīng)多克隆的抗HIPPI抗體進(jìn)行免疫反應(yīng)后，一個(gè)約55 kD的特異性蛋白被發(fā)現(xiàn)于腦、胸腺、肺臟、肝臟、皮膚和腎臟等人體組織中，其中以肺臟的表達(dá)量最為豐富，而且在肺臟中可能不僅僅只存在著一種單體的HIPPI蛋白類型，提示與其它組織比較，肺臟中的HIPPI可能有不同的作用途徑和功能。需要指出的是，所有表達(dá)HIPPI蛋白的組織中也表達(dá)相當(dāng)量的HIP-1，特別是在紋狀體的蒼白球投射區(qū)域中，同樣也檢測(cè)到了HIPPI和HIP-1的共同表達(dá)。HIPPI和HIP-1存在著相似的組織表達(dá)型，符合二者之間功能上的關(guān)聯(lián)特性，也暗示其在與紋狀體相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)病變中的潛在作用。

免疫組化研究顯示HIPPI存在于小鼠整個(gè)腦組織的神經(jīng)元和神經(jīng)纖維網(wǎng)內(nèi)，但是不同腦區(qū)的細(xì)胞內(nèi)HIPPI的免疫反應(yīng)性呈現(xiàn)出不均一性，既有在神經(jīng)元細(xì)胞核外的分布，也有細(xì)胞核內(nèi)的分布，其中細(xì)胞核外的HIPPI呈現(xiàn)核周的散片狀分布特征[1]。借助電子顯微鏡觀察HIPPI的亞細(xì)胞定位，結(jié)果顯示在大多數(shù)神經(jīng)元中HIPPI主要與高爾基器相關(guān)，也可見到HIPPI游離在胞漿、存在于相關(guān)的囊泡中或漿膜上。此外，也有學(xué)者對(duì)人類神經(jīng)元NT2細(xì)胞進(jìn)行了免疫熒光實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步證明了HIPPI存在于高爾基器內(nèi)，而雙熒光分別標(biāo)記的HIPPI和HIP-1盡管顯示出共同定位于高爾基器中，但是也同樣觀察到了顯著的雙熒光非重疊區(qū)域，暗示二者可能存在著其它生物學(xué)功能。

3 HIPPI蛋白的結(jié)構(gòu)與功能

HIPPI蛋白的結(jié)構(gòu)按其功能特性可大致分為3個(gè)主要區(qū)域，即N端、肌球蛋白樣區(qū)域(myosin-like domain, MLD)和C端。N端包括HIPPI的第1～240個(gè)氨基酸，目前為止尚未發(fā)現(xiàn)已知的特殊結(jié)構(gòu)區(qū)域定位在N端。MLD包括第241～335個(gè)氨基酸，緊鄰pDED的N端，其序列與大多數(shù)細(xì)胞骨架蛋白相似，盡管不能排除其與HIP-1存在直接相互作用，但是推測(cè)其影響著HIPPI的亞細(xì)胞定位，以使HIPPI有機(jī)會(huì)接近HIP-1，然后借助兩者的pDED相互作用[4]。研究也發(fā)現(xiàn)HIPPI的MLD能夠結(jié)合環(huán)指1和陰陽(yáng)1結(jié)合蛋白(Ring1 and YY1 binding protein, RYBP)，進(jìn)而協(xié)同增加HIPPI的caspase-8介導(dǎo)的凋亡。

pDED為第336～429個(gè)氨基酸的殘基組成，因其含有與死亡效應(yīng)區(qū)(death effector domain,DED)相似的氨基酸序列而得名。DED是蛋白之間互相作用的區(qū)域，可以促進(jìn)蛋白的聚集，導(dǎo)致激活多條凋亡通路。HIPPI與HIP-1的pDED氨基酸序列存在39.2%相似性，其中的26.6%相同；而與其它已知的DED氨基酸序列僅存在34.9%的相似性和21.0%的相同性。在HIPPI和HIP-1的pDED螺旋5這一區(qū)域(409 kD)上存在賴氨酸，有別于其它已知DED的序列，故以此定義HIPPI和HIP-1為DED的一個(gè)新的亞類。最初的研究發(fā)現(xiàn)就是以HIP-1的pDED為相互作用因子，鑒定了與其特異性相互作用的、同樣含有pDED序列的HIPPI。兩者通過該區(qū)域的相互作用，可以促進(jìn)HIP-1誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用，也促進(jìn)了細(xì)胞凋亡的發(fā)生。此外，HIPPI與HIP-1的結(jié)合，不僅可以啟動(dòng)細(xì)胞中受體介導(dǎo)的凋亡途徑，而且有助于HIPPI進(jìn)入細(xì)胞核，在細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄層面起到調(diào)節(jié)的作用。

也有研究將近C端的MLD和pDED 2個(gè)功能區(qū)域命名為卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域[4]，研究結(jié)果指出，HIPPI與鞭毛內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族20(IFT20)之間主要是借助卷曲螺旋結(jié)構(gòu)相互作用，形成IFT復(fù)合物，其重要的特性表現(xiàn)在與纖毛和鞭毛的運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。

4 HIPPI與凋亡

4.1HIPPI參與的凋亡途徑 Gervais等[1]最初研究發(fā)現(xiàn)，HIP-1與HIPPI結(jié)合形成HIP-1-HIPPI異源二聚體，這種結(jié)合構(gòu)成的二聚體可以特異性地吸引caspase-8的前體，形成HIP-1-HIPPI-caspase-8前體復(fù)合物，進(jìn)而啟動(dòng)外源性細(xì)胞凋亡途徑。同時(shí)，因?yàn)閏aspase-8廣泛分布在細(xì)胞內(nèi)，活化后的caspase-8也可參與細(xì)胞內(nèi)非受體介導(dǎo)的凋亡途徑。然而，研究中采用內(nèi)源性凋亡特異性抑制劑B細(xì)胞慢性淋巴細(xì)胞白血病/淋巴瘤2(B-cell CLL/lymphoma 2, Bcl-2)，沒有觀察到其對(duì)HIPPI-HIP-1二聚體所產(chǎn)生的凋亡前效應(yīng)的影響，說明HIPPI所引發(fā)的凋亡可能較弱地關(guān)聯(lián)內(nèi)源性途徑。Majumder等[5]為了弄清HIPPI激活caspase-8后誘導(dǎo)凋亡的下游信號(hào)通路，建立了轉(zhuǎn)染外源性HIPPI的HeLa細(xì)胞和Neuro2A細(xì)胞模型，發(fā)現(xiàn)GFP-HIPPI在上述過表達(dá)的細(xì)胞中細(xì)胞核片段化明顯增加；研究也觀察到了caspase-1、caspase-8、caspase-9及caspase-6和caspase-3的前體減少，以及對(duì)應(yīng)的活性形式顯著增加；此外，Bcl-2家族中促凋亡因子BH3相互作用結(jié)構(gòu)域死亡激動(dòng)劑(BH3-interacting domain death agonist,Bid)的裂解、源于線粒體的細(xì)胞色素C和凋亡誘導(dǎo)因子(apoptosis-inducing factor,AIF)在HIPPI過表達(dá)的情況下也顯著增加。這些結(jié)果表明HIPPI的異常表達(dá)將影響到眾多的caspase家族蛋白及與凋亡相關(guān)的因子，同時(shí)也進(jìn)一步證明HIPPI誘導(dǎo)了細(xì)胞凋亡。

4.2HIPPI與其它因子的協(xié)同作用 目前為止，除了HIP-1與HIPPI相互作用外，還發(fā)現(xiàn)了雞貧血病毒編碼蛋白apoptin、突觸后支架蛋白Homer 1c、RYBP、雙功能凋亡調(diào)節(jié)因子(bifunctional apoptosis regulator, BAR)和溶酶體相關(guān)細(xì)胞器形成復(fù)合物1的亞單位2(biogenesis of lysosome-related organelles complex-1 subunit 2, BLOC1S2)等與HIPPI特異性相互作用的細(xì)胞內(nèi)因子，特異性結(jié)合產(chǎn)生了相應(yīng)的生理和病理變化。RYBP是一個(gè)小的堿性含鋅指蛋白的環(huán)指1和陰陽(yáng)1結(jié)合蛋白家族的成員，因其能與含有DED結(jié)構(gòu)域的蛋白相互作用，故具有誘導(dǎo)凋亡的功能。一個(gè)探討RYBP與HIPPI相互作用的研究顯示[6]，借助RYBP的羧基端與HIPPI的MLD特異性結(jié)合，使有著相同神經(jīng)元表達(dá)的2種蛋白能夠協(xié)同作用增加caspase-8介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。關(guān)于BLOC1S2的研究也顯示其能與HIPPI特異性地相互作用[7]，當(dāng)兩者在NCH89膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系中共同表達(dá)時(shí)，盡管沒有發(fā)現(xiàn)明顯的凋亡現(xiàn)象，但能致敏細(xì)胞至十字孢堿誘導(dǎo)的內(nèi)源性凋亡和死亡配體TRAIL誘導(dǎo)的外源性凋亡相似的程度，結(jié)果暗示兩者在線粒體水平上調(diào)節(jié)凋亡的信號(hào)。關(guān)于Homer 1c,目前研究的結(jié)果顯示其參與了多種神經(jīng)信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)。Sakamoto等[8]的研究發(fā)現(xiàn)HIPPI特異地與Homer 1c相互作用，當(dāng)兩者共同表達(dá)在培養(yǎng)的紋狀體神經(jīng)元時(shí)，Homer 1c能有效阻止HIPPI-HIP-1對(duì)細(xì)胞凋亡的作用，因而Homer 1c在HIPPI誘導(dǎo)的紋狀體神經(jīng)元死亡發(fā)生機(jī)制中可能扮演著重要的角色。另外一種具有殺傷癌細(xì)胞潛能的、并能與HIPPI在體內(nèi)外均存在相互作用的因子為apoptin[9]。借助觀察HIPPI和apoptin的亞細(xì)胞定位，發(fā)現(xiàn)在正常人HEL細(xì)胞中兩種因子共同定位在胞漿中；而在癌的HeLa細(xì)胞中，大部分apoptin和HIPPI則分別分布在細(xì)胞核和胞漿中。不同的分布和定位結(jié)果提示，兩者的相互作用在抑制正常細(xì)胞凋亡和誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡中起著一定的作用。BAR是定位于細(xì)胞內(nèi)外源凋亡信號(hào)通路交叉點(diǎn)上的一個(gè)蛋白，最初發(fā)現(xiàn)其主要作用為抑制促凋亡因子Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bcl-2-associated protein,Bax)誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。BAR蛋白含有多個(gè)結(jié)構(gòu)域，其中之一為與HIP-1的pDED相似的序列功能區(qū)[10]，以此為依據(jù)將BAR和HIPPI共同表達(dá)于神經(jīng)元進(jìn)行免疫共沉淀及亞細(xì)胞定位研究，結(jié)果顯示兩者存在特異性相互作用和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的共同定位，共同的作用和定位調(diào)節(jié)神經(jīng)元的死亡，主要體現(xiàn)在介導(dǎo)神經(jīng)元的保護(hù)功能。綜上所述，HIPPI與細(xì)胞內(nèi)不同因子產(chǎn)生的相互作用可影響著細(xì)胞的凋亡過程。

4.3HIPPI對(duì)凋亡的調(diào)節(jié)作用 HIPPI對(duì)凋亡起相關(guān)調(diào)節(jié)作用的發(fā)現(xiàn)源于對(duì)轉(zhuǎn)染HIPPI的HeLa細(xì)胞和Neuro2A細(xì)胞模型的研究[11]。Majumder等[11]發(fā)現(xiàn)，在HIPPI過表達(dá)的細(xì)胞中可見活性的caspase-1、-3、-8和-9均顯著增加，但未檢出活性的caspase-2；同時(shí)可見線粒體復(fù)合物I的NADH脫氫酶基因ND1和ND4(NADH dehydrogenase subunit 1 and 4)、線粒體復(fù)合物II的琥珀酸脫氫酶基因SDHA和SDHB(succinate dehydrogenase subunit A and B)以及抗凋亡基因bcl-2的表達(dá)減少；此外，也可觀察到與細(xì)胞死亡刺激相關(guān)的線粒體黃素蛋白AIF向細(xì)胞核內(nèi)的轉(zhuǎn)移增加等。后續(xù)對(duì)caspase-1在此模型下活性增加的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，HIPPI可以直接與推測(cè)的caspase-1基因的啟動(dòng)子區(qū)(-700到+17)的717 bp序列互相作用[12]，以增加caspase-1的表達(dá)，也因此提出HIPPI可能作為一種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子而發(fā)揮作用。進(jìn)一步詳細(xì)分析caspase-1上游啟動(dòng)子區(qū)與HIPPI相互作用的序列發(fā)現(xiàn)，caspase-1基因上游的60 bp(-151到-92)序列特異地與HIPPI的C端pDED結(jié)合，其中包含的序列區(qū)AAAGACATG(-101到-93)被鑒定為特異性的結(jié)合序列[13]。研究也同時(shí)分析了caspase-8和10的上游相應(yīng)區(qū)域，發(fā)現(xiàn)HIPPI也能與之相互作用而產(chǎn)生相應(yīng)的表達(dá)改變，進(jìn)一步研究證明了該序列區(qū)可作為HIPPI作用的靶點(diǎn)，發(fā)揮著調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡等重要的功能。

為了準(zhǔn)確地確定HIPPI的C端pDED結(jié)構(gòu)域中結(jié)合caspase-1等基因啟動(dòng)子區(qū)的特異氨基酸位點(diǎn)，Banerjee等[14]首先從結(jié)構(gòu)模型中預(yù)測(cè)出HIPPI的R393位殘基在結(jié)合序列區(qū)AAAGACATG的重要性。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，在HeLa細(xì)胞中表達(dá)HIPPI-pDED結(jié)構(gòu)域中的R393E突變，可使細(xì)胞凋亡進(jìn)程減緩甚至抑制凋亡的發(fā)生。推測(cè)的機(jī)制是突變的HIPPI由于改變了局部表面和電荷的分布，不能與caspase-1啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合，從而導(dǎo)致caspase-1的表達(dá)減少。

伴隨著借助啟動(dòng)子區(qū)特異序列與HIPPI結(jié)合基因的發(fā)現(xiàn)，HIPPI調(diào)節(jié)不同細(xì)胞功能的研究也被探討和揭示，與HIPPI特異性結(jié)合的9堿基序列被定義為HIPPI結(jié)合點(diǎn)(HIPPI binding site，HBS)。2011年，Datta等[15]繼續(xù)應(yīng)用GFP-HIPPI在HeLa細(xì)胞中表達(dá)的模型，借助基因芯片分析，在基因組范圍內(nèi)調(diào)查了HIPPI作為廣譜轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子的作用。研究結(jié)果顯示HBS優(yōu)勢(shì)地定位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)(transcription start site，TSS)上游2 kb之內(nèi)，與HBS相鄰近的約100 bp范圍內(nèi)存在著眾多已知轉(zhuǎn)錄因子，提示這些轉(zhuǎn)錄因子可能與HIPPI存在著共同執(zhí)行轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的功能?；蚪M范圍內(nèi)搜索編碼基因上游的HBS序列，其中7.9%的基因可發(fā)現(xiàn)在1 kb上游序列內(nèi)；而在10 kb內(nèi)則可發(fā)現(xiàn)61.8%。HeLa細(xì)胞中外源性轉(zhuǎn)染HIPPI后，經(jīng)基因芯片分析可觀察到580個(gè)基因表達(dá)上調(diào)，457個(gè)基因表達(dá)下調(diào)，表達(dá)發(fā)生改變的基因涉及到多個(gè)信號(hào)通路，也反映出HIPPI對(duì)細(xì)胞功能影響的多樣性(表1)。其中鑒定出的對(duì)細(xì)胞凋亡影響的因子包括甲基-CpG結(jié)合結(jié)構(gòu)域蛋白4、共濟(jì)失調(diào)性毛細(xì)血管擴(kuò)張癥突變因子、細(xì)胞周期監(jiān)控點(diǎn)同系物等。同時(shí)從表中也可以看出，HIPPI的作用不局限于對(duì)凋亡的調(diào)節(jié)，還參與到細(xì)胞的諸多生物過程中而達(dá)到間接調(diào)控作用。對(duì)部分代表性基因進(jìn)行半定量RT-PCR分析，大部分基因表達(dá)水平的變化得以驗(yàn)證。這種高通量研究有力地證明了HIPPI對(duì)包括凋亡在內(nèi)的眾多基因在轉(zhuǎn)錄水平上具有調(diào)節(jié)作用。

表1 HIPPI調(diào)節(jié)的基因的功能分類

隨著研究的不斷深入，更多與HIPPI相互作用的DNA序列將會(huì)揭示，其對(duì)基因的調(diào)控機(jī)制也會(huì)更明確。其次，現(xiàn)階段的研究基本基于HeLa細(xì)胞和Neuro2A細(xì)胞模型，均為對(duì)離體細(xì)胞所進(jìn)行的研究，而在人體內(nèi)HIPPI究竟參與何種調(diào)控，如何介導(dǎo)凋亡，以哪種凋亡途徑為主尚未揭示。再次，HIPPI在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)已經(jīng)不局限于對(duì)細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)，其它的細(xì)胞生命過程中，它也一定起到了重要的調(diào)節(jié)作用。最后，基于HIPPI對(duì)以神經(jīng)退行性病變?yōu)橹鞯腍D的研究，是否對(duì)于其它神經(jīng)退行性病變發(fā)病機(jī)制的研究具有啟示作用，無疑將體現(xiàn)出其重要的作用和潛在的價(jià)值。

5 HIPPI與HD

HD又稱為亨廷頓舞蹈病，是一種進(jìn)行性神經(jīng)退行性病變。主要癥狀是進(jìn)行性舞蹈癥、強(qiáng)直和癡呆；在X線下的特征主要表現(xiàn)為腦尾狀核萎縮。典型舞蹈病癥狀的前期階段會(huì)有輕度精神癥狀和行為癥狀，且長(zhǎng)達(dá)10年之久[16-17]。HD的發(fā)病年齡一般在30和40歲之間，家族性常染色體顯性遺傳方式是其遺傳性病因[18]，病程平均為17年。

HD的發(fā)病與亨廷頓蛋白(huntingtin, Htt)氨基末端的多聚谷氨酸的延伸超過36個(gè)氨基酸殘基有關(guān)[19]。紋狀體發(fā)生選擇性神經(jīng)元凋亡，而且在疾病的進(jìn)展過程中，Htt從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)入細(xì)胞核。Htt可以被caspase-3和caspase-6切割。在caspase-8依賴途徑中，多聚谷氨酸重復(fù)片段的表達(dá)可以導(dǎo)致新生鼠神經(jīng)元凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，野生型Htt的N端可以與HIP-1產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用，使游離的HIP-1數(shù)量減少。當(dāng)Htt發(fā)生突變時(shí)，結(jié)合HIP-1的能力下降，結(jié)果產(chǎn)生了更多游離的HIP-1，這些游離的HIP-1可以與其它蛋白互相作用而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的發(fā)生。HIPPI 作為HIP-1 的分子配體，在Htt突變的情況下，可以與HIP-1生成異源性二聚體，從而聚集更多的caspase-8前體，進(jìn)而激活caspase-8，誘導(dǎo)紋狀體神經(jīng)元凋亡的發(fā)生，導(dǎo)致HD的發(fā)病[20]。

為了了解HIPPI蛋白在HD發(fā)病機(jī)制中的作用，Datta等[15]對(duì)HD患者死后的腦組織也進(jìn)行了全基因組芯片分析。根據(jù)基因在HD患者與正常人腦中表達(dá)情況，篩選出表達(dá)差異的基因進(jìn)行進(jìn)一步研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)下調(diào)基因的上游啟動(dòng)子區(qū)有HBS 的存在，大多數(shù)存在于TSS的2 kb范圍之內(nèi)，隨著與TSS距離的增長(zhǎng)而顯著減少；而上調(diào)基因的啟動(dòng)子區(qū)并未發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象，可能由于HIPPI是非保守的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，是通過與其它轉(zhuǎn)錄因子的共同作用以實(shí)現(xiàn)其調(diào)控作用的。目前的研究結(jié)果顯示HIPPI在HD發(fā)病過程中確實(shí)起到一定作用，這樣也為探討HIPPI與HD發(fā)病機(jī)制提供了一個(gè)良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，然而真正完全弄清HD發(fā)病的分子調(diào)節(jié)機(jī)制有待后續(xù)深入的研究。

6 展望

綜上所述，HIPPI 是一個(gè)由N端、MLD和pDED 3個(gè)主要功能結(jié)構(gòu)域組成的蛋白，主要參與纖毛內(nèi)部運(yùn)輸、凋亡過程及細(xì)胞內(nèi)部分基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)。其中與HIP-1等蛋白結(jié)合誘導(dǎo)細(xì)胞啟動(dòng)凋亡途徑，或進(jìn)入細(xì)胞核對(duì)其它轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)神經(jīng)元的病理性凋亡及眾多細(xì)胞的病理生理功能的調(diào)節(jié)均起到重要的作用。HIPPI在凋亡的誘導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)方面的作用關(guān)聯(lián)著HD的發(fā)病，與HD相似的其它類型的神經(jīng)退行性病變(如帕金森病)在發(fā)病機(jī)制中是否也同樣有HIPPI參與下的神經(jīng)元凋亡，有待進(jìn)一步深入的研究探索。此外，HIPPI作為一種非典型的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，除了在以凋亡為主要發(fā)病機(jī)制的相關(guān)疾病研究中顯示出其獨(dú)特的作用外，也將會(huì)成為其它相關(guān)病理生理過程研究的潛在靶點(diǎn)。

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PotentialregulationofHIPPIincellapoptosis

ZHU Lan-hui1, LI Feng-rui1,2, ZHOU Yi-shu1, CUI Hong-gang1, PANG Hao1

(1SchoolofForensicMedicine,ChinaMedicalUniversity,Shenyang110001,China;2DepartmentofForensicMedicine,BaotouMedicalCollege,Baotou014060,China.E-mail:panghao8@gmail.com)

Huntingtin-interacting protein 1 protein interactor (HIPPI) shows a specific function of binding to free huntingtin-interacting protein 1 (HIP-1) to form pro-apoptotic HIPPI-HIP1 heterodimers. This heterodimer recruits procaspase-8 into a complex of HIPPI, HIP1 and procaspase-8, and launches apoptosis-through components of the extrinsic cell-death pathway. Exogenous expression of HIPPI in culture cell lines leads to the activation of several caspases and the release of cytochrome C and apoptosis-inducing factor (AIF) from mitochondria. In addition, HIPPI interacts with a speci-fic 9-bp sequence motif, which is defined as the HIPPI binding site (HBS), presents in the upstream promoters of caspase-1 and other genes, and regulates their expression. The extensive distribution of HIPPI in human tissues and the excessive content in the neurons of human brain suggest that HIPPI possesses important biological function and has associated with the mechanisms of neurodegeneration in Huntington’s disease. In the present review, we focus on the properties of HIPPI gene and HIPPI, the distribution and expression in human tissues, the biological functions and the pathological mechanism of the molecule.

細(xì)胞凋亡； 亨廷頓蛋白相互作用蛋白1相互作用因子; 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)； 亨廷頓病

Apoptosis; Huntingtin-interacting protein 1 protein interactor; Transcriptional regulation; Huntington disease

R363

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2013.06.031

1000- 4718(2013)06- 1136- 06

2012- 08- 01

2013- 04- 07

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No. 81172713)

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