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目的:肌萎缩侧索硬化(Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS)是神经系统变性病中的一种,以上下运动神经元损伤为特点,其预后较差,平均生存期为3-5年。目前流行的致病学说较多,较为流行的为蛋白的异常积聚。而细胞本身依靠自噬与泛素蛋白酶体降解途径来处理异常蛋白,在前期研究中我们发现自噬途径中丝氨酸/苏氨酸PI3激酶调节亚基4(PIK3R4)蛋白在ALS动物模型小鼠表达下降。为此,我们就该蛋白的分子结构、功能,以及其与自噬相关蛋白之间相互作用展开研究。方法:实验分为细胞实验组及模式动物实验组。其中,细胞实验组取大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞(PC12细胞)进行培养,分为siRNA-PIK3R4转染组、NC阴性对照组及正常PC12细胞组,通过QPCR、CCK-8及Western Blot技术检验PIK3R4在mRNA和蛋白水平变化,细胞活性以及观察PIK3R4蛋白参与自噬途径中相关蛋白变化情况。动物实验组:将18只Tg(SOD1*G93A)1Gur小鼠与18只野生型(WT)小鼠根据神经功能及年龄分为3组,每组6只,分别为未发病组(60-70天),发病组(90-100天),进展组(120-130天)。通过取小鼠脊髓组织,依据颈膨大及腰膨大分为颈、胸、腰三段,取小鼠腰段为代表通过免疫荧光及Western Blot观察PIK3R4蛋白表达及分布,以及与其相关蛋白表达情况。结果:细胞水平实验显示:1.细胞免疫印迹显示:siRNA-PIK3R4转染PC12细胞下调PIK3R4蛋白(siRNA组:0.35±0.21;PC12组:1.51±0.51;p<0.05)可致p62蛋白(siRNA组:0.51±0.11;PC12组:1.50±0.26;p<0.01)及LC3蛋白(siRNA组:0.52±0.14;PC12组:1.33±0.37;p<0.05)表达降低,SOD1蛋白表达略下调。2.siRNA转染组、NC组及PC12细胞未转染组,3组细胞生存活性无明显差异。动物水平实验显示:1.动物免疫印迹实验显示在SOD1 G93A阳性小鼠疾病发展过程中,PIK3R4蛋白于发病过程中呈逐渐下降趋势,且整体低于野生型小鼠,未发病期间SOD1G93A与野生型小鼠有差异(p<0.05);而p62蛋白呈逐渐上升趋势,无明显统计学差异;而LC3蛋白无明显变化。2.动物免疫荧光试验显示PIK3R4蛋白阳性细胞数于SOD1 G93A模型小鼠发病过程中呈下降趋势,PIK3R4蛋白阳性细胞数在SOD1 G93A小鼠各阶段均与其对照组存在差异(p<0.05),其与NeuN共定位中大部分与NeuN蛋白重合,且一定程度上随NeuN减少而减少,尤其是于脊髓前角部位。其次,PIK3R4蛋白于脊髓颈胸腰段前角部位均有表达,总体趋势为PIK3R4阳性细胞数在野生型小鼠各阶段无明显差异,而SOD1 G93A小鼠中随疾病进展而下降。其中,在未发病阳性组与对照组中胸段及腰段脊髓前角PIK3R4阳性细胞数存在统计学差异以及在进展阳性组与对照组中,颈段及腰段脊髓前角PIK3R4阳性细胞数存在统计学差异(p<0.05)。结论:在我们的研究中,观察了PIK3R4蛋白下调时于PC12细胞中产生的变化,而此种变化同SOD1 G93A ALS模型小鼠中结果并不相同。细胞中PIK3R4基因沉默可引起自噬下调,而于SOD1 G93A小鼠脊髓组织中自噬未见明显改变。此外,PIK3R4蛋白于脊髓前角细胞同神经元标志NeuN的共定位中,大部分与NeuN蛋白重合,观察标本可得出其在一定程度上随NeuN减少而减少,说明PIK3R4蛋白或许参与了ALS疾病过程中自噬过程,因此可以进行进一步研究,以明确其具体机制。