CAG重複序列在RNA引導之致病機轉扮演角色的探討

三聯核酸重複序列擴增已知是造成愈來愈多人類神經肌肉疾病的主要原因。這
些疾病依其基因的型式可分為兩類：重複序列可轉譯的polyglutamine 疾病和重複序列
未轉譯的疾病。過去十年來，有關此類疾病發生的分子致病機轉已得到重要的認識。
一般認為polyglutamine 疾病是由有害的突變擴增蛋白質gain of function 所引起。然而，
參與在重複序列未轉譯的疾病其分子機制較為複雜且多樣化，目前仍不十分清楚。先
前為研究此類疾病我們建立了基因轉殖小鼠模式。我們將不同長度的CAG 三聯核酸重
複序列接在綠螢光蛋白基因的3』UTR，並使其專一性表達在小鼠肌肉細胞，藉此和造
成人類強直型肌肉萎縮症的3』UTRCUG 擴增做比較。我們發現含長段CAG 擴增
(CAG200)之小鼠其肌肉型態產生改變，且因粒線體功能失常而導致肌肉生理異常及生
殖能力下降；顯示CAG 擴增會造成與CUG 擴增一樣的RNA gain of function 效應。經
由進一步的分析我們找到了一些可能的下游作用分子，而這些分子顯然和CUG 擴增引
導的下游分子途徑有所區隔。在此計畫中，我們擬直接探討CAG RNA 在RNA 引導的
致病機轉及神經退化性疾病中扮演的角色。我們將產生含不同長度CAG 重複序列在
EGFP 基因3』-UTR 及在轉譯區的基因轉殖小鼠，並使用PcP2 基因的驅動子來引導轉
殖基因專一性地表達在小腦的Purkinje 細胞。首先我們將分析轉殖基因在RNA 和蛋白
質層次的表現(是否有polyglutamine 存在)。接著我們將分析小鼠的表型，包括生長情
形、行為表現、神經功能及有無運動失調發生等。腦部的病理分析包括組織形態/分化、
神經元核內包涵體的生成、RNA 聚集的形成及細胞凋亡等，會分別以組織化學/免疫組
織化學染色、螢光原位雜交(FISH)及TUNEL 分析等來檢測。另外，為了找出受擴增突
變影響的小鼠其細胞內差異表現之基因及相關蛋白質，我們將分析已知的一些特定基
因，進行基因晶片微陣列分析，及蛋白質2-D 膠體電泳及生物分子質譜技術分析。此
創新和重要的研究將有助於我們釐清神經退化性疾病的分子致病機轉，並希望藉此提
供未來發展疾病治療工具的幫助。
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