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肌萎缩侧索硬化症(ALS)和额颞叶变性(FTLD)是两类具有类似临床表征的神经退行性疾病，它们的主要病理特征是神经元的大量退化，而存活的神经细胞内有包涵体形成。在这两类疾病患者神经细胞的包涵体中存在TDP-43(TARDNA-binding protein of43 kDa)蛋白的大量沉积，并且还有它的泛素化、磷酸化修饰形式及其C-端裂解产物。本篇论文主要研究TDP-43形成包涵体的分子机制以及对细胞的影响。 在第一章中首先研究了TDP-43蛋白的片段化对其形成包涵体及细胞mRNA前体加工的影响。使用促凋亡剂STS处理HeLa细胞株发现，内源TDP-43蛋白发生裂解，产生了类似病理情况下的裂解片段，且该片段在细胞质中形成包涵体。在HEK293T细胞株中过表达TDP-43及其C-端片段时，TDP-43蛋白定位于细胞核内且不形成包涵体；TDP-25A(184-414)定位于细胞质，不形成包涵体；而TDP-35(90-414)在细胞质中形成包涵体，并且能够将TDP-43蛋白招募至细胞质包涵体中。通过对体外纯化蛋白质的研究发现，TDP-43蛋白虽然是一个多聚体，但不容易积聚形成沉淀，TDP-25A蛋白性质比较稳定，而TDP-35蛋白则容易积聚并形成沉淀。进一步发现TDP-35蛋白具有种子效应，能够促进TDP-43蛋白的积聚和沉淀。同样，TDP-43蛋白参与mRNA前体的剪接，而TDP-25A蛋白则完全丧失了该功能，TDP-35表现出与TDP-43相反的表型。这表明，TDP-35片段是细胞质中形成包涵体及影响细胞功能的主要原因。 第二章研究了TDP-43蛋白各结构域对其包涵体形成的贡献及形成包涵体后对细胞的下游功能影响。实验结果表明，对于TDP-35/43蛋白形成的包涵体而言，第一个RRM以及C-端的疏水核心在细胞质包涵体的形成过程中起着重要作用。通过缺失和突变的方法，发现，RRM1是通过与RNA的结合，促进包涵体的形成，疏水核心促进自身组装，形成包涵体。等温滴定量热实验显示，RRM12大约完全覆盖12个碱基。尽管RRM2与ssDNA(RNA模拟物)的结合效率很低，但是它对于RRM1与ssDNA的结合具有协同效应。原位杂交细胞荧光实验表明，TDP-35蛋白在细胞质中所形成的包涵体中含有大量的mRNA。与RNA的结合使得TDP-35蛋白自身交联并募集其它类结合RNA的蛋白质至包涵体中。另外进一步发现了TDP-35蛋白可以促进外源表达的HDAC6蛋白表达的水平提高。 本论文的研究表明，TDP-43蛋白在细胞内因裂解而产生的TDP-35蛋白定位在细胞质中，形成包涵体后改变了细胞的RNA加工及特定蛋白质表达水平，这可能是两类神经退行性疾病病理发生过程中的重要的事件之一。