β-螺旋蛋白相关性神经变性病（β-propeller protein-associated neurodegeneration,BPAN）,是一种X染色体显性神经退行性疾病,其临床进程主要分为两个阶段:在儿童时期患者表现为认知和运动障碍,发育迟缓,基本上是静止的;到青春期或成年早期患者发生肌张力障碍、帕金森综合征,并且患者的脑部核磁共振图像（MRI）显示大脑苍白球和黑质部位存在异常的铁积累。目前研究表明,BPAN患者体内均存在自噬相关基因WDR45突变,并且WDR45突变后导致自噬受损是BPAN发病的主要原因。在此之前,我们实验室报道了一例3岁大的BPAN病例,该患者主要症状表现为运动和认知障碍、发育迟缓、伴有癫痫性抽搐、铁代谢异常等,经全外显子测序显示该患者WDR45存在一个新发突变（NM₀07075.3,c.1040₁041del,p.Glu347Glyfs*7）,并且她的姐姐与父亲母亲均不携带致病位点,所以判定该患者是BPAN患者。为了进一步研究BPAN的致病机制,本课题将以此突变位点通过一系列分子生物学及细胞生物学实验来进行探索。1.证实该突变位点造成自噬损伤为了证实该突变位点会导致自噬途径受损,我们成功构建了WDR45瞬时表达及稳定过表达细胞系,并在不同细胞系内检测了自噬相关蛋白LC3、p62和溶酶体相关蛋白LAMP1的蛋白表达量及LC3在细胞内的定位,结果都表明WDR45突变以后使细胞自噬途径受损和溶酶体功能障碍。2.鉴定WDR45新的相互作用蛋白我们通过免疫共沉淀（Co-IP）实验结合质谱分析来寻找与WDR45相互作用的蛋白,并揭示其相互作用在细胞中的作用,从而阐明BPAN的发病机制;实验结果表明转铁蛋白受体TfR1能够与WDR45相互作用,而TfR1在WDR45-MT稳定过表达细胞株内表现为蛋白累积,这预示TfR1可能通过WDR45介导的自噬途径降解,由此我们猜想,TfR1作为细胞内重要的铁转运蛋白,对BPAN患者体内铁积累异常可能发挥了重要的作用。3.检测细胞内铁含量首先我们通过铁含量检测试剂盒检测了WDR45稳定过表达细胞株内的总铁含量,结果表明WDR45突变后细胞内总铁含量异常升高;其次我们构建了TfR1稳定过表达细胞株并检测总铁含量,发现该细胞株内总铁含量也是异常升高的,这一现象揭示TfR1积累可能是造成BPAN患者脑部铁沉积的主要原因。另外,我们进一步研究发现WDR45突变后细胞内铁蛋白亚基FTH表达量降低,Fe²⁺含量升高,这可能使细胞产生毒性,从而引起BPAN发生。