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为解决 PTCHD1 功能及相关错义变体临床意义不明的问题，研究人员开展 PTCHD1 与突触蛋白互作及错义变体功能研究。结果发现 PTCHD1 与 SNAPIN 互作，部分错义变体不影响结合但有亚细胞转运缺陷。这为诊断和变体解读提供依据。
在神经发育的神秘领域中，自闭症谱系障碍（ASD）和智力残疾（ID）一直是困扰科学界和医学界的难题。遗传因素在 ASD 和 ID 的发病机制中起着关键作用，众多研究致力于寻找相关的致病基因。PTCHD1 基因，位于 Xp22.11，自 2008 年被发现与 ASD 和 ID 的发病机制有关后，便成为研究焦点。然而，尽管发现了许多 PTCHD1 的罕见基因组缺失变体、功能丧失编码变体以及大量错义变体，但 PTCHD1 在大脑发育和神经传递中的具体功能依旧扑朔迷离。
更为棘手的是，临床诊断中发现的大量 PTCHD1 错义变体，由于缺乏功能信息，大多被归类为意义未明的变体（VUSs）。这一现状严重限制了为患者和家庭提供的医疗资源，使得他们难以获得精准的诊断和有效的遗传咨询。为了突破这些困境，研究人员踏上了探索 PTCHD1 奥秘的征程。虽然文中未提及具体研究机构，但他们围绕 PTCHD1 展开了一系列深入研究，相关成果发表在《Biological Psychiatry Global Open Science》上。
研究人员运用了多种关键技术方法来揭开 PTCHD1 的神秘面纱。首先，采用酵母双杂交（yeast 2-hybrid）实验，筛选与 PTCHD1 相互作用的突触蛋白；接着，通过克隆技术获取相关基因构建表达载体；然后利用共免疫沉淀（co-immunoprecipitation）和免疫印迹（immunoblotting）验证蛋白间的相互作用；免疫细胞化学（immunocytochemistry）技术则用于观察蛋白的亚细胞定位；此外，还运用定点突变（site-directed mutagenesis）评估临床错义变体的致病性。研究中使用了多个样本队列，如 Autism Speaks/MSSNG 数据集和 DECIPHER 数据集，为研究提供了丰富的数据支持。
研究结果
- 发现 PTCHD1 与 SNAPIN 的新相互作用：研究人员利用酵母双杂交实验，以 PTCHD1 的腔环 1 或腔环 1 与腔环 2 的融合蛋白作为诱饵，筛选互补 DNA（cDNA）文库。结果惊喜地发现，PTCHD1 的腔环 1 与 SNARE 相关蛋白 SNAPIN 存在强烈的相互作用。后续通过共免疫沉淀实验进一步证实，小鼠 Snapin 与小鼠 Ptchd1 腔环 1 相互作用较强，与腔环 1 - 腔环 2 融合蛋白相互作用较弱。免疫细胞化学实验显示，在 P19 诱导的神经细胞中，PTCHD1 和 SNAPIN 在树突突起中共定位。这一发现揭示了 PTCHD1 新的相互作用蛋白，为理解其功能提供了新线索。
- 临床变体与 Snapin 的结合情况：研究人员对文献、临床基因组数据库及临床医生提供的 PTCHD1 单核苷酸变体进行研究。通过在 HEK293T 细胞中进行共免疫沉淀实验，发现所有评估的腔环变体在蛋白质水平均可检测到，且都能与 Snapin 相互作用。不过，部分变体如 p.Pro75Leu、p.Pro75Gln、p.Val195Ile、p.Tyr213Cys 和 p.Phe549Cys 的单体蛋白表达水平相较于野生型（WT）Ptchd1 有所降低。这表明这些临床变体虽然不影响与 Snapin 的结合，但可能在其他方面影响 PTCHD1 的功能。
- 临床变体的亚细胞定位异常：在 HEK293T 细胞中，研究人员发现 6 个腔环点突变体（p.Pro75Leu、p.Pro75Gln、p.Val195Ile、p.Tyr213Cys、p.Asp527Glu 和 p.Phe549Cys）与野生型相比，在内质网（ER）中的滞留增加，其中 p.Pro75Leu 和 p.Pro75Gln 与 ER 标记蛋白钙网蛋白（CNX）的关联分别比野生型高 75% 和 84%。同时，除 p.Asp527Glu 外，这些变体在细胞膜中的定位均减弱，如 p.Tyr213Cys 和 p.Phe549Cys 与细胞膜标记蛋白 ATP1A1 的共定位分别比野生型减少 67% 和 68%，p.Pro75Leu 和 p.Pro75Gln 与 ATP1A1 的共定位分别减弱 43% 和 42%。在神经元系统（Neuro - 2a 细胞）中，野生型 Ptchd1 定位于神经元突起，而部分变体（如 p.Pro32Arg、p.Pro75Gln、p.Val150Met、p.Tyr213Cys、p.Gly303Arg 和 p.Phe549Cys）仅局限于细胞体，无法转运到神经元突起；另有部分变体（如 p.Ser51Asn、p.Gln102Arg、p.Val195Ile 和 p.Asp527Glu）则能正常转运到细胞膜和树突，呈现出与野生型相似的点状模式。这说明不同的 PTCHD1 错义变体在神经元和非神经元细胞中的亚细胞定位存在差异，影响其正常功能。
研究结论与讨论
综合研究结果，研究人员成功鉴定并验证了 PTCHD1 的新相互作用伙伴 SNAPIN，且发现选定的腔环临床错义变体不会破坏这种相互作用。然而，部分错义变体在内质网滞留并损害了其在神经元中的质膜定位，这为一些错义变体的病理机制提供了新的解释，即蛋白质错误折叠介导的聚集和在内质网的滞留，以及随后受损的树突膜转运，导致突触后密度（PSD）处可利用的 PTCHD1 不足。同时，研究也存在一定局限性，如酵母双杂交实验可能存在假阳性结果，HEK293T 细胞作为非神经元模型对研究结果的神经病理学可翻译性存在影响等。尽管如此，该研究依旧为未来的诊断检测和遗传诊断学家对 PTCHD1 VUSs 的解读提供了重要平台。后续研究可进一步明确 PTCHD1 对 SNAPIN 介导的突触小泡胞吐作用的影响，深入探究 PTCHD1 的内源性相互作用蛋白网络，以及运用更敏感的生化技术量化 PTCHD1 错义变体的稳定性，从而更全面地揭示 PTCHD1 在神经发育和神经传递中的作用机制，为自闭症和智力残疾的诊断和治疗带来新的希望。
