神经退行性疾病是一类慢性、进行性神经系统疾病，主要是是由于脑中特定区域神经元发生退变而引起的。神经退行性疾病通常可分为散发性和家族遗传性，在家族遗传型中，主要是由于致病基因的突变而引起发病的。大多数神经退行性疾病都有一个共同的病理特征，即是致病蛋白会由于降解异常而在细胞核、细胞质或者细胞外形成异常的积聚，进而造成蛋白聚集或包涵体的产生。像多聚谷氨酰胺病就是其中的一类，多聚谷氨酰胺病是由CAG三核苷酸重复序列扩增并编码多聚谷氨酰胺链而致病，其发病与蛋白错误折叠、蛋白-蛋白相互作用、细胞凋亡等有关。 多聚谷氨酰胺病的致病机制与多聚谷氨酰胺病基因表达产物的异常聚集有关，如亨廷顿舞蹈症(Huntington’s disease，HD)的Huntingtin蛋白，SCA1的ataxin-1，SCA2的ataxin-2，SCA3的ataxin-3，SCA7的ataxin-7，齿状核黑质红核苍白球丘脑底核萎缩症(dentatorubo-pallidoluysian atrophy，DRPLA)的atrophin-1等。这些致病蛋白的异常聚集，类似于老年痴呆病中的tau形成的原纤维缠结和帕金森斯病(PD)的alpha-synuclein形成的路易小体。 脊髓小脑共济失调Ⅲ型(SCA3)/马查多-约瑟夫病(MJD)是编码谷氨酰胺的密码子CAG的数量在MJD1基因中非正常扩增引起的一种多聚谷氨酰胺病，也是神经退行性疾病的一种。该病的主要病理特征为突变的ataxin-3在患者易感脑区的神经元胞核内聚集形成核内包涵体。至今，该病的致病机制和突变蛋白在核内聚集的机制仍不清楚。因此，探讨ataxin-3蛋白的病理学特性以及聚集的特性对于我们研究SCA3的发病机制有着重要的作用。 本论文主要对脊髓小脑共济失调Ⅲ型(SCA3)/马查多-约瑟夫病(MJD)致病蛋白ataxin-3及其长度依赖的突变体形成聚集的特性来探讨致病蛋白的异常聚集对神经退行性疾病的影响，主要研究结果如下： 我们将野生型ataxin-3及多聚谷氨酰胺长度依赖性的突变ataxin-3片段共转染到鼠的成神经母细胞(neuroblastoma cells)中，用荧光显微镜进行观察。共转染48小时后，收集在细胞中表达的蛋白，用免疫印迹、免疫共沉淀和GST-pulldown实验来检测蛋白的表达及结合。用荧光观察发现，突变的ataxin-3片段会在细胞内形成聚集，其聚集体上募集有全长野生型ataxin-3，突变的和野生型ataxin-3在细胞内聚集体上有共定位的现象。而野生型ataxin-3片段并不形成聚集体，与野生型全长ataxin-3在细胞内无此现象发生。进一步运用免疫共沉淀技术证实，突变的ataxin-3片段与全长野生型ataxin-3在培养的细胞系内存在相互作用的，而野生型ataxin-3片段与野生型ataxin-3在培养的细胞系内无相互作用。更进一步通过GST-pull down实验，证实了突变的ataxin-3片段与野生型ataxin-3在体外也存在相互作用。通过以上这些结果提示野生型ataxin-3会通过与突变型ataxin-3的相互作用沉积于突变体形成的聚集体中，该病理过程可能影响野生型ataxin-3的正常功能，进而可能对脊髓小脑共济失调Ⅲ型(SCA3)/马查多．约瑟夫病的发病产生影响。