[发明专利]mtEF4蛋白作为毛发生长和脱发的生物标志物的用途

说明书

本公开涉及角质形成细胞中mtEF4蛋白作为毛发生长和脱发的生物标志物的用途，以及使细胞中的mtEF4蛋白编码基因过表达的试剂在制备用于促进毛发生长的药物中的用途。

技术领域

本公开涉及分子生物学领域。具体涉及角质形成细胞中mtEF4蛋白作为毛发生长和脱发的生物标志物的用途，以及使细胞中的mtEF4蛋白编码基因过表达的试剂在制备用于促进毛发生长的药物中的用途。

背景技术

线粒体是一种复杂的细胞器，由双层膜包裹。内膜向内凸起形成嵴，嵴内部蛋白含量十分丰富。线粒体嵴是氧化磷酸化的主要发生部位。电子沿传递链传递的时候伴随有质子梯度的形成，最终形成H₂O及ATP。线粒体基质中含有其自身的遗传系统，人线粒体DNA是长16569bp的环形分子，编码2种rRNA，22种tRNA及13种蛋白，参与呼吸链复合物亚基组装(整个呼吸链亚基共67种蛋白)(Craven等人，2017)。

线粒体核糖体起源于变形杆菌，在进化过程中，某些核糖体RNA(Ribosome RNA，rRNA)丢失，而蛋白种类增加(Englmeier等人，2017)。线粒体核糖体蛋白可能代替了部分丢失了的rRNA的功能。约50％的线粒体核糖体蛋白，无法从序列上找到同源细菌核糖体蛋白。所有的线粒体核糖体蛋白都是细胞核DNA编码的，且其线粒体定位信号多位于氨基酸序列N端。16S rRNA与MRPL蛋白组装形成线粒体核糖体大亚基；12S rRNA与MRPS蛋白组装形成线粒体核糖体小亚基；成熟的SSU再与LSU组装形成功能性线粒体核糖体。结构数据显示，线粒体核糖体rRNA几乎完全被蛋白所包裹。与大肠杆菌核糖体(分子量2.3MDa)相比，线粒体核糖体分子量更大，但其沉降系数却较小，这是因为线粒体核糖体蛋白之间的空隙比较大，结构更加松散导致其沉降系数变小(Greber and Ban，2016)。

mRNA的编码信息可以被翻译成蛋白质，这项工作由大分子机器——核糖体进行的。核糖体一次读取一个密码子(三个碱基)的信息，核糖体本质上是一种酶，通过识别每个密码子的tRNA的作用将其翻译成蛋白质以插入适当的氨基酸，tRNA实际上是翻译过程中的“核心翻译官”。整个翻译过程可以被分为四部分：起始、延伸、终止及再循环。虽然翻译核心步骤在真核、细菌及原生动物之间高度保守，但在具体细节上有所不同。最早期阶段，许多真核翻译起始因子指导80S核糖体在AUG起始位点组装，之后起始氨酰tRNA结合在p位点。翻译起始之后迅速进入延伸过程，标志是80S核糖体定位在AUG起始密码子处，P位点有一个甲酰甲硫氨酸氨酰tRNA(N-formylmethionyl transfer RNA，fMet-tRNA，也叫Met-tRNAi)。在延伸阶段，80S核糖体逐渐沿着mRNA移动，每一步前进三个碱基，利用氨酰tRNA与真核延伸因子(eukaryotic elongation factors，eEFs)的相互作用一次合成一个氨基酸。在这一过程中，tRNA一次沿着核糖体内部的三个位点移动，这三个位点由大亚基(60S)及小亚基(40S)共同包裹形成，即：A、P、E位点。在开放阅读框的末端(open reading frame，ORF)，核糖体移至终止密码子，这些终止密码子被真核多肽链释放因子(eukaryotic releasefactors，eRFs)识别，引起新生肽链从肽基-tRNA上释放，离开核糖体。最后是再循环步骤，终止翻译之后的80S核糖体复合物被ABCE1(ATP-binding cassette sub-family E member1)识别，最终解离成40S和60S亚基，进入新一轮翻译(Tahmasebi等人，2018)。

脱发是一种常见皮肤疾病，其特征是毛囊干细胞分化异常。线粒体参与毛囊干细胞分化调控，脱发的发生与线粒体密切相关(Garcin等人，2016；Lemasters等人，2017；等人，2016；Tang等人，2016；Vidali等人，2016)。此外，随着年龄的增加，眉毛及胡须等其它特征性体表毛发也会脱落，对人的心理造成一定压力，容易引发精神紧张及其它健康问题。