功能性蛋白质的行为通常由其采用和切换不同构象的能力决定[1]，特别是在核受体（NRs）的情况下，这类受体属于配体诱导的转录因子超家族，其结构灵活性对于受体与伴侣的相互作用、DNA结合及基因激活至关重要。对于已广泛研究的维生素D受体（VDR）而言，这些动态的构象变化对其生理功能（如钙代谢、细胞增殖、分化和免疫调节）至关重要[2],[3]。晶体结构和突变分析确认VDR由N端结构域（NTD）、保守的DNA结合结构域（DBD）、灵活的铰链区域以及C端配体结合结构域（LBD）组成。LBD负责配体识别、与视黄醇X受体（RXR）的异二聚化以及共激活因子的招募[4],[5]。在无配体状态下，VDR处于非活性构象；然而，与其天然配体1α,25-二羟基维生素D3（骨化三醇）相互作用后，第12个螺旋会重新定位，从而稳定活性构象，这是转录激活所必需的[6],[7]。尽管1α,25-二羟基维生素D3（骨化三醇）是VDR的高亲和力配体，但最近的研究表明，其他CYP11A1衍生的维生素D代谢物（羟基衍生物）和lumisterol代谢物也能发挥生物学效应。这些衍生物/代谢物可通过VDR或其他NRs（包括LXR、PPARγ、ROR和AhR）发挥作用，从而扩展维生素D介导的信号传导谱[8],[9],[10]。
VDR属于II型NR超家族，因此需要RXR作为必需的异二聚体伴侣才能发挥其转录功能[11],[12]。这种合作关系增强了VDR的DNA结合能力、染色质结合及靶基因激活效果。VDR与RXR的异二聚化是通过LBD内的“I-box区域”保守相互作用表面介导的，该区域有助于受体-伴侣二聚体的形成。此外，删除RXR的“I-box”区域会损害其与伴侣NRs的异二聚化并影响受体功能[13]。因此，配体识别、二聚化和转录调控在结构和分子层面上的相互依赖性显而易见。受体结构的异常可能导致受体功能障碍及相关疾病，因为NRs依赖精确的构象状态才能正常运作。
单核苷酸多态性（SNPs）表现为DNA中的单碱基替换[14]，或在同一基因的不同位点出现的两种不同变异体（复合杂合（CH）多态性[15]，每种变异均来自不同的父母[15]，可能导致NRs的结构和功能改变[16],[17]。这些遗传变化可能降低DNA结合亲和力、干扰共调节因子的招募或影响转录调控，从而损害受体介导的生理过程。例如，多项研究表明，雌激素受体α（ERα）、雄激素受体（AR）、孕烷X受体（PXR）和甲状腺激素受体β（THRβ）中的致病性变异与乳腺癌、前列腺癌、雄激素不敏感综合征、肝毒性和甲状腺激素抵抗等相关[18],[19],[20],[21]。这些突变常导致受体蛋白错误折叠、干扰核导入信号或影响激活所需的配体诱导的构象转换。类似的，在VDR基因中也发现了多种致病性变异，其中错义突变最为常见，其次是无义突变和剪接缺陷[22],[23],[24]。DBD内的改变主要干扰受体与DNA的相互作用，导致转录沉默和VDR功能丧失[25],[26]。然而，LBD的突变会带来更广泛的功能影响，包括配体亲和力降低、RXR异二聚化缺陷和共激活因子招募障碍[27],[28]。根据具体的结构扰动，这些LBD变异可能导致部分或完全的骨化三醇抵抗性。在VDR中，大多数非同义SNP与遗传性维生素D抵抗性佝偻病（HVDRR）和脱发有关[29],[30]。其中，L263R和R391S变异因与HVDRR及1型糖尿病（T1D）的关联而受到特别关注[31],[32],[33],[34]。L263R突变位于LBD的第4个螺旋中，可能破坏配体结合口袋的结构完整性，阻碍受体激活所需的构象转变。R391S突变在黎巴嫩HVDRR患者中发现，具有不同的表型特征[32]，该突变影响RXR的相互作用和配体依赖的转激活[33]。临床上，这两种突变均表现为HVDRR的典型特征，包括严重的骨化三醇抵抗性、低钙血症，在某些情况下还伴有脱发，表明功能严重受损。除了骨骼调节异常外，这些变异也在1型糖尿病患者中发现，暗示VDR信号传导异常与免疫耐受性的破坏有关[31],[35]。
尽管对多态性进行了数十年的研究，但对于携带致病相关CH变异的患者的受体功能和表型结果仍存在基本理解不足。鉴于此，本研究旨在从多个细胞层面探讨两种VDR-CH变异体（L263R和R391S）的结构和功能后果：i) 亚细胞定位；ii) 转录功能；iii) 有丝分裂染色质结合；iv) 与伴侣RXR的异二聚体相互作用；v) 受体稳定性。通过这种方法，我们希望深入了解CH患者中发现的致病相关VDR变异体（L263R和R391S）的行为，并评估调节其活性的潜在治疗策略。这些发现将有助于更全面地理解VDR的动态、VDR-RXR之间的构象协同作用以及疾病相关突变背景下构象修复的局限性。
