论文部分内容阅读
血浆中低密度脂蛋白胆固醇(Low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)水平升高是导致心血管疾病的主要风险。血浆LDL-C水平在不同个体之间存在较大差异，并且具有一定的遗传性。已有的研究发现人群中有一些自发基因突变和血浆LDL-C水平有关，例如LDLR(LDL receptor)、ARH(Autosomal recessive ypercholesterolemia)、PCSK9(Proprotein convertase subtilisin/kexin type9)等基因有一些突变会造成血浆LDL-C水平升高，增加患心血管疾病的风险，而PCSK9,APOC3(Apolipoprotein C3)、APOB(Apolipoprotein B)、NPC1L1(Niemann-Pick C1Like1)、MTTP(Microsomal triglyceride transfer protein)、ANGPTL3（Angiopoietin-like3）、ANGPTL4(Angiopoietin-like4)等基因有一些突变会造成血浆LDL-C水平降低，从而降低患心血管疾病的风险。但目前只有少数和LDL-C水平有关的基因突变被鉴定出来，其他很多影响LDL-C水平的基因突变仍然未知。人群中自发基因突变频率在不同种族间有差别，因此在不同的种族中进行研究可以鉴定出更多新的自发基因突变。鉴定和血浆LDL-C水平有关的基因突变可以深入了解LDL-C水平的调控机制以及为治疗心血管疾病提供新的药物靶点。 本研究中我们用全外显子组测序的方法在一个新疆哈萨克族家系中鉴定出LIMA1-K306fs突变和血浆低LDL-C水平有关，之后我们扩大样本量，鉴定出另一个LIMA1-L25I突变可能和血浆低LDL-C水平有关。我们发现在大样本的新疆哈萨克族人群和African American人群中LIMA1-K306fs和L25I突变都是罕见突变。LIMA1-K306fs和L25I突变影响LIMA1的蛋白量，携带LIMA1-K306fs或L25I突变个体的胆固醇吸收下降。 LIMA1蛋白在小鼠小肠组织高表达，并且定位在小肠绒毛上皮细胞刷状缘膜上。Lima1基因小肠特异性敲除小鼠（I-Lima1-/-）的胆固醇吸收下降，并且I-Lima1-/-小鼠能抵抗饮食诱导的高胆固醇血症。Lima1基因全身杂合敲除小鼠(Lima1+/-)和全身敲除小鼠（Lima1-/-）的胆固醇吸收也下降。在分子机制上，LIMA1蛋白能结合NPC1L1蛋白和myosin Vb蛋白，招募myosin Vb蛋白到NPC1L1蛋白，调节NPC1L1蛋白从内吞循环体(Endocytic recycling compartment，ERC)向质膜(Plasma membrane，PM)的转运。已知NPC1L1蛋白是在肝肠胆固醇吸收过程中起重要作用的多次跨膜蛋白。在小鼠小肠上LIMA1和NPC1L1、myosin Vb蛋白存在共定位，I-Lima1-/-小鼠小肠中NPC1L1蛋白在小肠绒毛上皮细胞胞质内的分布增多，刷状缘膜上的分布减少。此外我们用多肽竞争实验发现阻断LIMA1和NPC1L1的结合可以抑制NPC1L1介导的胆固醇吸收。 综上所述，本论文先从新疆哈萨克族人中鉴定出LIMA1基因的2个突变（K306fs和L25I）和血浆低LDL-C水平有关，之后在小鼠上研究发现LIMA1蛋白参与小肠胆固醇吸收，然后在细胞和分子水平研究发现L1MA1蛋白介导NPC1L1蛋白和myosin Vb蛋白的结合，参与NPC1L1蛋白的细胞内转运，阻断LIMA1和NPC1L1的结合可以抑制NPC1L1介导的胆固醇吸收。该研究进一步完善了小肠胆固醇吸收的分子机制，并为发展新型降胆固醇药物提供了策略。