背景科凯恩氏综合征(Cockayne syndrome,CS)是一种严重的常染色体隐性遗传疾病,主要表现为光敏感、生长发育不良、神经系统异常和早衰。几乎所有表现类似于经典CS的临床表型中,都与CSB(ERCC6)基因的突变相关。CSB基因编码一种DNA依赖性ATP酶活性的蛋白,参与调节DNA损伤修复过程及相关的基因表达调控。因此,CS最初被认为是一种DNA损伤修复缺陷疾病,但是,CS的分子基础没有系统地反映到临床症状上,事实上,CS在神经系统表现出来的症状比DNA损伤修复缺陷要严重的多。越来越多的研究也发现,转录调控异常为CS的许多全身症状提供了合理的解释,强调了转录机制与CS神经病理学之间的联系。方法CSB基因作为新型的“转录因子”在科凯恩氏综合征发病机制中的重要性不可忽视,为了发现受CSB蛋白调控的潜在转录单位,并探索其与科凯恩氏综合征发病机制之间的关联,我们通过RNA-seq(RNA sequencing)在多个细胞类型中鉴定出Necdin(NDN)可能是CSB蛋白的一个重要靶标。为了进一步获得更多支持RNA-seq结果的证据,我们首先利用RT-q PCR和Western blot技术在转录和翻译层面验证了CSB对NDN的影响;利用还原亚硫酸氢盐测序(Reduced Representation Bisulfite Sequencing,RRBS-seq)展现NDN基因的DNA5m C甲基化状态,通过染色质免疫沉淀(Ch IP-q PCR)技术探讨了CSB蛋白与NDN之间的相互作用;接着,我们通过克隆形成实验、环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane pyrimidine dimmInfectivity in incubation perioder,CPD)的检测、新生RNA合成恢复、EU实验(5-ethynyl uridine,EU)等方法研究了NDN的异常表达对转录偶联核苷酸切除修复(Transcription-Coupled Nucleotide Excision Repair,TC-NER)的影响,同时,在神经母细胞瘤细胞SIACS-010759作用H-SY5Y中探讨了NDN的表达在神经元发生以及功能维持中的作用;最后,我们通过在小鼠模型中注射腺相关病毒载体(Adeno-associated virus vector,AAV)干扰CSB和NDN的表达,对小鼠进行一系列的行为学实验后评估CSB缺失导致NDN异常过度激活对小鼠表型的影响。结果结果显示,CSB基因缺失时,NDN的表达会异常升高,当人为介导CSB的表达上调后,NDN的表达又会下降;印迹基因的甲基化缺失导致NDN表达上调,CSB蛋白参与NDN的组蛋白修饰过程影响其表达,另外,NDN蛋白是以CSB依赖的方式通过蛋白酶体途径降解;然而,NDN异常表达对TC-NER无影响,但CSB缺失导致的NDN过度激活会干扰神经细胞发生,有趣的是,大脑皮层NDN的抑制可部分“挽救”小鼠CSB缺陷。结论通过上述研究方法,我们发现CSB直接结合NDN并在NDN基因的调控元件上操纵活性组蛋白标记和影响DNA 5m C甲基化过程。令人意外的是,CSB缺乏导致的NDN过度激活并不会干扰核苷酸切除修复,但会极大地影响神经元分化。另外,抑制NDN可部分修复CSB小鼠模型的运动神经元缺陷。我们的数据除了揭示CSTorin 1研究购买的细胞机制并指明未来临床干预途径之外,还证实了CSB蛋白和NDN之间存在的相互通讯机制,在调控基因转录方面扮演着重要角色。