转运蛋白ABCG1/4和ABCA1对脑胆固醇的调节作用(英文)

作者：孙海梅; 陈莉; 苗劲蔚

来源：生物化学与生物物理进展, 2014, 41(08): 765-776.

• ATP结合盒超家族转运蛋白
• 脑发育
• 胆固醇

脑是富含胆固醇的器官,机体大约有25%的胆固醇集中在脑组织中.ATP结合盒超家族转运蛋白对脑组织中胆固醇的膜外转运和动态平衡起着重要的调节作用.研究发现,ATP结合盒超家族转运蛋白亚体ABCG1、ABCG4和ABCA1在成体脑组织中存在不同程度的表达,一种或多种亚体的缺失可以导致神经退行性病变.然而,ATP结合盒超家族转运蛋白亚体对脑发育过程中脑胆固醇动态变化的调节缺乏相关性的报道.在本研究中,从低胆固醇饮食喂养的C57BL/6J小鼠中获取出生后不同发育时期的脑组织,对ABCG1、ABCG4和ABCA1的mRNA与蛋白质表达水平进行测定,并对脑组织和血清中ATP结合盒超家族转运蛋白的表达水平与胆固醇水平的相关性进行研究.同时,使用ABCG1、ABCG4单一基因敲除鼠和ABCG1、ABCG4双基因敲除鼠,研究ATP结合盒超家族转运蛋白对与胆固醇合成的相关基因表达的影响以及对脑组织胆固醇代谢的调节作用.结果发现,ABCG1、ABCG4和ABCA1在机体多个器官中均有表达,但ABCG1和ABCG4在小鼠脑组织中表达量最高.在脑组织发育过程中,ABCG1和ABCG4mRNA水平呈现明显的表达时效性,小鼠于出生后42天达到峰值,而ABCA1 mRNA的表达水平无明显变化.血清和脑组织中中酯化型胆固醇水平呈双高峰分布,也于出生后42天达到最高.基因敲除鼠模型显示,单一敲除ABCG1或者ABCG4基因对脑组织胆固醇水平无明显影响,而ABCG1和ABCG4基因的同时缺失导致脑胆固醇水平显著升高,并明显降低胆固醇合成相关基因的表达水平.本研究表明,在脑发育成熟过程中,ATP结合盒超家族转运蛋白亚体ABCG1和ABCG4,而非ABCA1,以调节脑胆固醇的膜外转运;ABCG1和ABCG4互补调控脑胆固醇的动态平衡.

• 单位
  基础医学院; 首都医科大学; 首都医科大学附属北京妇产医院; 北京市中关村医院