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神经退行性疾病(Neurodegenerative Diseases)是一类典型的老年病，其中包括阿尔茨海默病(AD)，帕金森病(PD)，肌萎缩侧索硬化症(ALS)，亨廷顿式病(HD)等。该类疾病的一个普遍的生化病理特征就是在有关脑区神经元胞内或胞外出现大量蛋白聚集体沉积，如AD中的“老年斑”、PD中的“路易小体”。这些致病突变蛋白构象异常导致蛋白聚集会引起内质网应激(ER stress)，继而活化未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)。UPR一方面抑制累积蛋白的继续合成，另一方面增加合成分子伴侣等蛋白，以加速修复构象错误蛋白，或通过内质网相关的降解途径清除累积蛋白。此外，持久强烈的ER stress会诱导细胞凋亡程序的启动。
细胞中蛋白质降解主要有两条途径：泛素蛋白酶体途径和自噬溶酶体途径。
其中自噬作用是由膜泡结构包裹待降解底物，形成直径很大的自噬泡，并运送到溶酶体与之融合，由溶酶体的大量蛋白酶降解底物蛋白。ER strss也能诱导自噬的增强，促进蛋白的降解清除，但其机制仍需研究。很多神经退行性疾病致病突变蛋白都是自噬降解的底物，如PD相关的α-synuclein A53T突变体、ALS相关的突变型SOD1、HD相关的突变型huntingtin等。
KDEL受体是一种七次跨膜蛋白，通过识别特异性内质网驻留信号将高尔基体中的“逃逸蛋白”逆向转运到内质网中。哺乳动物中最常见的内质网驻留信号是KDEL 四肽序列。内质网的许多分子伴侣，如Grp78/BIP，Grp94，PDI，都是KDEL 受体的靶蛋白。KDEL 受体穿梭于高尔基体和内质网之间，不断回收这些靶蛋白，维持内质网的正常功能。KDEL 受体蛋白参与到内质网应激反应，而ER stress 诱导分子伴侣等蛋白的表达上调，但能否同样调节作为受体蛋白的KDEL 受体的含量目前尚不明确。
从本文的研究结果中我们得到以下几点结论：
1.我们使用RT-PCR的方法检测胞内mRNA的含量发现，ER stress 诱导剂thapsigargin、tunicamycin以及过表达HD 相关的突变聚集蛋白tHttQ150 都能有效引起ER stress的标志蛋白CHOP的表达上调，并且诱导ER stress 还能够上调KDEL 受体的mRNA 水平，这表明KDEL 受体也是ER stress的一个调节靶蛋白。
2.在HEK293A和H1299 细胞中过表达KDEL 受体，细胞免疫荧光的结果显示KDEL 受体的胞内分布情况随着表达水平的不同而变化。除了已报导的高尔基体和内质网定位，在一些表达水平特别高的细胞中还发现部分溶酶体定位。
3.在不同组织来源的细胞系中过表达KDEL 受体，使用western blot 方法都检测到细胞自噬的标志蛋白LC3 II的水平显著增加，并且该效应随着KDEL 受体的表达量的增加而更显著。GFP-LC3的荧光定位也由均匀的胞浆分布转变成明亮的点状分布。使用透射电子显微镜观察细胞超微结构，能够发现其中大量双层膜的自噬体结构。这些结果说明细胞内自噬体数量的增多。
在稳定表达自噬经典底物GFP-p62的细胞系中过表达KDEL 受体能下调GFP-p62的蛋白水平，而在GFP-LC3的细胞系中过表达KDEL 受体则会增加因降解切割而被释放的游离GFP蛋白量。使用自噬溶酶体融合的抑制剂BafilomycinA1 或氯化奎宁(CQ)处理细胞检测LC3蛋白的turnover，发现KDEL受体诱导的LC3II 增加效应依然存在。这些结果表明KDEL 受体蛋白能够提高自噬的降解能力。因此，通过自噬体数量的增加和底物降解水平的提高可以确定KDEL 受体能够诱导细胞自噬水平的提高。
4.KDEL 受体过表达可以诱导MAPKs 家族成员JNKs、p38以及ERKs的激活，而KDEL 受体诱导的LC3II 增加效应能够被MEK1/ERKs的抑制剂PD98059所抑制，但不受JNKs、p38 抑制剂的影响，而在EGFP-p62 细胞系中检测也发现PD98059能够抑制KDEL 受体诱导的p62蛋白降解。这说明KDEL 受体诱导的自噬增强是通过MEK1-ERKs 信号通路的激活介导。
5.相对于正常的野生型，KDEL 受体蛋白功能缺陷的突变体D193N、R169N丧失了诱导活化MEK1-ERKs 信号通路的能力，同时也不能够诱导LC3II的上调以及对GFP-p62的降解能力，因此KDEL 受体的突变体不能够通过激活MEK1-ERKs 信号通路来诱导自噬增强。
6.同样使用RT-PCR的方法检测发现，神经退行性疾病相关突变蛋白的过表达，如tHttQ150、α-synuclein A53T以及SOD1 G93A，都会诱导KDEL 受体的mRNA 含量的增加。我们在这些突变蛋白的稳定表达细胞系中过表达KDEL 受体可以促进突变蛋白的降解，反之将内源性KDEL 受体knockdown后则造成这些突变蛋白量的累积。在自噬缺陷的ATG5 KO 细胞中，过表达KDEL 受体则不能够促进SOD1 G93A的降解。
因此，我们的研究结果表明，KDEL 受体蛋白通过活化MEK1/ERKs 诱导自噬增强，并且对于神经退行性疾病致病蛋白的降解清除，因此很可能参与到该类疾病的发生机制以及调控过程中。