张宏Autophagy重要发现：自噬基因参与学习记忆功能

　　

　通过线虫遗传筛选的方法，中国科学院生物物理研究所张宏课题组的早期工作发现，epg-6基因是一个重要的多细胞生物特有的自噬基因。epg-6基因在哺乳动物中的同源基因为WDR45/WIPI4。WDR45编码一个含有WD40重复序列的PtdIn(3)P结合蛋白。

　　人类遗传学研究发现，WDR45基因的突变可以引起一种神经退行性疾病——BPAN（beta-螺旋蛋白相关的神经退行性疾病），这种疾病是NBIA（伴随铁聚积的神经退行性疾病）的一种亚型。

　　为了研究WDR45基因在哺乳动物中的功能，张宏课题组构建了神经系统特异性敲除Wdr45基因的小鼠（Nes-Wdr45fl/Y小鼠）。Wdr45基因敲除小鼠会出现运动协调性降低现象，并且学习记忆功能严重受损。组织病理和免疫组化研究发现，Wdr45基因敲除小鼠脑内出现严重轴突水肿，并伴有大量嗜酸性小体聚积，而且自噬通路受到抑制，在神经元和水肿的轴突中自噬底物SQSTM1和ubiquitin明显累积。

　　综上所述，Wdr45基因的小鼠（Nes-Wdr45fl/Y小鼠）出现部分与BPAN患者类似的表型，包括认知障碍和轴突稳态失衡。因此该项研究有助于进一步了解BPAN的发病机制，同时也有助于深入研究自噬在维持轴突稳态中的作用。

　　5月22日，Autophagy 杂志在线发表了这项研究成果，文章题为The autophagy gene Wdr45/Wipi4 regulates learning and memory function and axonal homeostasis。

　　张宏课题组博士后赵燕为该文的第一作者。该项目得到了国家自然科学基金、科技部重大科学研究计划和青年科学基金项目的支持。而且该研究也得到霍华德-休斯国际青年科学家奖的资助。

Nes-Wdr45^fl/Y小鼠出现学习记忆功能障碍和轴突水肿

原文摘要：

The autophagy gene Wdr45/Wipi4 regulates learning and memory function and axonal homeostasis

WDR45/WIPI4, encoding a WD40 repeat-containing PtdIns(3)P binding protein, is essential for the basal autophagy pathway. Mutations in WDR45 cause the neurodegenerative disease beta-propeller protein-associated neurodegeneration (BPAN), a subtype of NBIA. We generated CNS-specific Wdr45 knockout mice, which exhibit poor motor coordination, greatly impaired learning and memory, and extensive axon swelling with numerous axon spheroids. Autophagic flux is defective and SQSTM1 (sequestosome-1)/p62 and ubiquitin-positive protein aggregates accumulate in neurons and swollen axons. Nes-Wdr45fl/Y mice recapitulate some hallmarks of BPAN, including cognitive impairment and defective axonal homeostasis, providing a model for revealing the disease pathogenesis of BPAN and also for investigating the possible role of autophagy in axon maintenance.