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研究背景和目的:精神发育迟滞是一种智力障碍疾病，不仅严重影响了患者自理能力以及生活质量，同时也造成了沉重的社会压力。该疾病的发病原因多样，可由一系列的基因缺陷引起。研究发现Cereblon(CRBN)基因的无义突变使翻译过程过早地在第419个氨基酸的位置引入一个终止密码子，从而产生CRBN R419X这一突变体。这种无义突变会导致儿童精神发育迟滞的发生。然而，对CRBN突变引发精神发育迟滞的详细分子机制，一直以来都不清楚。前人的研究已经证实该蛋白质能与DDB1、ROC1、Cullin4A形成一个Cullin RING E3 Ligase，即CRL4-CRBN泛素连接酶。本课题主要对先天性精神发育迟滞相关的CRL4-CRBN E3泛素连接酶底物进行鉴定，并对该泛素连接酶的功能进行研究，探索疾病发病机制和可能的治疗途径。 研究方法:构建表达GFP、野生型CRBN wt(wild type)、CRBN R419X突变体的慢病毒载体，感染人源细胞系实现稳定表达。利用细胞培养稳定同位素标记技术（SILAC）分别将三种细胞用含有不同稳定同位素标记的氨基酸培养基培养，将标记完全的GFP，CRBN wt表达细胞等量混合，利用胰蛋白酶消化并用质谱对多肽进行分析，通过蛋白质数据库搜索，筛选出在过表达GFP与CRBN wt的细胞中表达量发生明显变化的蛋白质，找出与精神发育迟滞相关的蛋白质，通过蛋白质印迹验证，并运用生物信息学的方法分析这些蛋白质的功能。 研究结果:我们通过SILAC定量蛋白质组学技术鉴定出了在哺乳动物细胞中受CRBN调控的蛋白，并通过生物化学方法验证了其中几种重要的蛋白。通过这些实验我们发现，CRBN过表达可以下调各种具有不同生物学功能的蛋白，例如与细胞凋亡或神经发育相关的蛋白。我们的结果还发现CRBN可以与一些发生下调的蛋白相互作用，这些蛋白包括Uba5，转录因子AP-1，以及与神经发育相关的蛋白Nogo A。 研究结论:通过细胞培养稳定同位素标记技术与定量蛋白质组学技术，我们发现过表达CRBN可以显著地下调Uba5、AP-1及NogoA蛋白的水平，本研究在分子水平上将E3泛素连接酶底物受体CRBN与精神发育迟滞联系起来，为未来精神发育迟滞的发病机制的进一步研究与临床治疗奠定了重要的基石。