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本文的目的在于研究SNX17基因的功能。Sorting nexin(SNX)蛋白家族是参与蛋白运输,内涵体分选途径的一类蛋白,它们含有共同的与特定磷脂酰肌醇磷酸酯(PIs)结合的结构域Phox homology(PX)domain,SNX通过PX结构域和PIs结合定位到囊泡上。SNX17是SNX家族的一员,除了 PX结构域,该蛋白还含有非典型的负责货物识别4.1/exrin/radixin/moesin(FERM)结构域。与许多SNX蛋白类似,SNX17定位于早期内涵体。研究显示SNX17与低密度脂蛋白受体(LDLR)成员,integrins,P-选择素,淀粉样前体蛋白,胞浆因子Krit1和Kif1B以及清道夫受体FEEL-1/stabilin-1等相互作用,调节它们的内化或从内涵体循环至细胞表面的过程。在体内功能上,SNX17还参与T细胞的活化过程,在受体再循环中发挥重要作用。SNX17通过促进配体Jagla从细胞质到细胞膜上的循环过程来激活Notch信号通路,维持斑马鱼胰腺前体细胞中不同Notch活性的亚群,进而调控这些不同的前体细胞的分化命运。Snx17基因突变小鼠模型显示右心室双出口 double outlet right ventricle(DORV)和房室间隔缺损表型atrioventricular septal defects(AVSD)先天性心脏疾病表型,但是导致这种表型的原因尚未清楚。这些研究结果表明SNX17在不同的细胞过程和不同的发育阶段中都发挥重要的功能。纤毛(或鞭毛)是一类基于微管从细胞表面向外延伸的细胞器,它们几乎存在于所有的脊椎动物细胞中,并在广泛的领域发挥着重要的生理功能。纤毛能传递细胞外信号刺激,调节液体流动,决定器官的左右不对称发育等。纤毛的缺陷会造成不同的器官发育障碍,如多指症,心脏异常,囊性肾脏,视网膜萎缩,性腺发育不全等。我们首先在斑马鱼内抑制snx17蛋白表达,出现了多囊肾的表型,进一步分析发现纤毛结构受到破坏,初步说明了 snx17调控纤毛的形成。为了进一步研究SNX17在纤毛发生过程发挥功能的作用机制,我们首先利用人视网膜素色上皮细胞RPE1细胞系敲降SNX17基因后,发现能诱导生长纤毛细胞的比例明显降低,我们利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在RPE1细胞系中敲除SNX17,也发现突变体细胞系纤毛生长受到抑制,为了验证SNX17基因的特异性,我们发现在突变体细胞系中转染鼠源的SNX17质粒能挽救部分纤毛缺陷表型,纤毛形成中SNX17定位到基体上。这些结果都表明SNX17具有调节纤毛的作用,可能和囊泡运输有关。电镜的结果表明突变体细胞系在纤毛形成早期中囊泡运输和融合发生障碍,纤毛基体(中心粒)组装受到影响,再一次证明了我们的结论。我们分别在有血清培养和无血清培养条件下来检测相关与纤毛有关的中心粒及卫星中心粒蛋白,发现突变体细胞在无血清培养48hPCM1,CEP131,OFD1表达水平明显降低,而另一些蛋白如PCNT,TUBG1等并未受到影响。说明在无血清培养条件下SNX17选择性维持卫星中心粒蛋白的稳定。溶酶体抑制剂Bafilomycin A1能阻止PCM1被降解,而蛋白酶体抑制剂MG132却不能。说明在纤毛形成过程中SNX17的缺失会导致PCM1进入溶酶体途径被降解。之前的研究表明E3连接酶MIB1能泛素化PCM1并且抑制纤毛的生长,在突变体细胞中我们发现在无血清饥饿24hPCM1的泛素化水平达到最高,而且泛素化主要通过K63位点进行的。为了验证MIB1是否在PCM1泛素化过程中起到重要作用,我们敲降MIB1后发现饥饿24h突变体中的PCM1泛素化水平明显降低,敲降MIB1后的突变体细胞能阻止PCM1被降解,在一定程度上能挽救纤毛缺陷的表型。去泛素化酶USP9X能稳定卫星中心粒上的蛋白,特别是PCM1,缺失SNX17后的突变体在无血清饥饿后USP9X也被降解,说明SNX17能稳定这种USP9X的正常分布。免疫共沉淀实验结论表明相比较于正常培养,在饥饿培养后SNX17与PCM1的相互作用程度明显加强,与MIB1都没有相互作用,而与USP9X的相互作用保持稳定。说明在饥饿条件下,SNX17通过USP9X来维持PCM1的稳定,防止被MIB1泛素化而降解。SNX蛋白参与纤毛调节的研究很少,除了囊泡运输,这是第一次发现SNX17通过影响卫星中心粒蛋白的稳定来调节纤毛的结构,属于影响纤毛的间接调节基因,我们的工作能为以后的纤毛相关疾病研究提供一些理论基础。