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泛素连接酶(E3)是真核生物体内泛素-蛋白酶体降解系统的关键组分,决定识别底物的特异性,挖掘E3的新功能是E3研究领域的一个热点。根据结构特点,可将E3分为两大类:RING(really interesting new gene)锌指结构域类和HECT(homologous to E6AP C-terminus)结构域类。NEDL2是HECT类泛素连接酶Nedd4家族9个成员中了解最少的分子,其泛素化底物和生理功能均未见报道。为揭示NEDL2和其在Nedd4家族中同源性最高的分子NEDL1的生理功能,近期我们建成了NEDL1和NEDL2基因敲除小鼠模型,表型分析发现NEDL2-/-小鼠出生后两周内全部死亡,表明NEDL2为小鼠早期发育所必需。其中,100%的小鼠伴随着肠道严重胀气及肠动力不足,33%的小鼠出现单侧或双侧肾脏水肿,还发现NEDL2-/-小鼠肠道神经系统严重发育不良。虽然NEDL1和NEDL2具有高达69%的一致性,但是NEDL1-/-小鼠并没有类似NEDL2-/-小鼠的表型,差别明显,NEDL1-/-小鼠在生存、生殖等方面均无异常。肠神经系统属机体内最大的外周神经系统,对机体稳态的维持发挥重要的作用。肠神经系统发育异常将导致多种疾病的发生,其中最典型的疾病是先天巨结肠疾病(Hirschsprung disease,HSCR)。GDNF-RET信号通路是调控肠神经系统发育最重要的信号通路。同时,GDNF-RET信号通路也是调控肾脏发育最重要的信号通路。肾脏同样在维持机体的稳态中发挥重要的作用,主要调控机体的水平衡、酸碱平衡等。肾脏发育的异常同样会引起一系列疾病的发生,例如肾炎。我们的研究发现,NEDL2是肠神经系统和肾脏发育过程中一个重要的正调控分子。NEDL2的敲除导致肠神经元的数量明显不足,且GDNF-RET-AKT信号通路活性明显降低;肾脏出现明显的水肿且出现多个空囊,肾小球数量明显较少及血清中尿素氮的含量明显升高。综上所述,本课题系统分析了NEDL2-/-小鼠的表型,探讨NEDL2与调控肠神经系统及肾脏发育最重要的GDNF-RET信号通路间的调控关系。本研究首次揭示了NEDL2在肠神经系统及肾脏发育中的重要功能并试探其作用机制。这为进一步探讨NEDL2的新功能奠定了基础,为加深人们对Nedd4家族的新功能提供了更多的认识,为深入研究HSCR疾病提供了一种新的小鼠模型。