ATXN1

ATXN1（Ataxin-1），是导致脊髓小脑共济失调1型（SCA1）的致病基因。该基因编码一种定位于细胞核的染色质结合蛋白，主要作为转录抑制因子参与基因表达调控。ATXN1 的致病机制属于典型的多聚谷氨酰胺（PolyQ）扩增疾病：基因编码区的 CAG 三核苷酸重复序列异常扩增，导致蛋白中形成过长的 PolyQ 链。突变的 ATXN1 蛋白不仅容易发生错误折叠和聚集，形成核内包涵体（Nuclear Inclusions），更重要的是获得了“毒性功能”（Toxic Gain-of-Function），通过异常增强与 CIC 或 RBM17 的相互作用，破坏小脑浦肯野细胞的转录稳态，最终导致神经元退行性死亡。

ATXN1 / Ataxin-1

SCA1 Causative Gene (点击展开)

               ATXN1 蛋白结构与 AXH 域

PolyQ 神经毒性 / 转录抑制

基因符号	ATXN1
别名	SCA1, ATX1
染色体位置	6p22.3
Entrez Gene	6310
UniProt ID	P54253
OMIM 编号	601556
突变类型	CAG 三核苷酸扩增
氨基酸数	~816 aa (可变)
分子量	86.9 kDa
关键互作	CIC, RBM17, 14-3-3
临床意义	SCA1, 神经退行性变

分子机制：多聚谷氨酰胺的毒性陷阱

ATXN1 的致病核心在于其 N 端的 PolyQ 扩增，这改变了蛋白的物理化学性质和互作网络，触发了复杂的级联反应。

• 毒性功能获得 (Toxic Gain-of-Function)：
  突变的 ATXN1 并不仅仅是失去功能，更主要的是获得了毒性。它能过度稳定 CIC (Capicua) 复合物，导致对 CIC 靶基因（如参与神经保护的基因）的过度抑制。此外，它还会与 RNA 结合蛋白 RBM17 形成异常复合物，干扰 RNA 剪接。
• 关键磷酸化位点 (Ser776)：
  ATXN1 在 Ser776 位点的磷酸化是其致病性的“分子开关”。该位点的磷酸化促进 ATXN1 与 14-3-3 蛋白结合，这种结合稳定了 ATXN1 蛋白，防止其被降解，从而导致其在细胞内过度积累。研究表明，即使存在 PolyQ 扩增，如果将 Ser776 突变为不可磷酸化的丙氨酸，也能显著减轻神经毒性。

Ser776 磷酸化调控 ATXN1 稳定性与毒性

临床警示：遗传早现与阈值

致命的重复序列

SCA1 表现出显著的遗传早现 (Anticipation) 现象，即随着代际传递，CAG 重复数倾向于增加，导致发病年龄提前，症状加重。

CAG 重复数阈值与 CAT 中断：
正常人群的 CAG 重复数通常在 6-44 之间。致病性扩增通常大于 39 次。
关键细节： 在正常长重复序列（如 36-44 次）中，通常含有 1-2 个 CAT（编码组氨酸）中断。这些 CAT 中断能稳定 DNA 结构，防止扩增。如果缺乏 CAT 中断，即使是 39 次重复也可能导致疾病。因此，基因检测时不仅要看重复数，还要看是否有CAT中断。

特征	数值 / 状态	临床意义
正常等位基因	6 - 35 CAG 重复	无致病风险，通常含有 CAT 中断。
致病性扩增	> 39 CAG 重复	导致 SCA1。重复次数越多，发病越早，进展越快（特别是无 CAT 中断时）。
病理特征	核内包涵体 (NIs)	突变 ATXN1、泛素和伴侣蛋白形成的聚合物，是浦肯野细胞退化的标志。

治疗策略：攻克不可逆的退化

目前尚无治愈 SCA1 的方法，但针对 ATXN1 分子机制的疗法正在快速发展。

• 反义寡核苷酸 (ASO)：
  通过特异性结合 ATXN1 mRNA，诱导 RNase H 介导的降解，从而降低总 ATXN1 蛋白水平。这是目前最有希望进入临床的策略。
• 分子竞争 (ATXN1L)：
  如前所述，过表达 ATXN1L 可以置换出结合在 CIC 上的毒性 ATXN1，恢复转录平衡。
• 抑制 Ser776 磷酸化：
  开发针对 MSK1 或 PKA 等激酶的抑制剂，或阻断 14-3-3 结合，以促进毒性 ATXN1 的降解。

   学术参考文献与权威点评
   

[1] Orr HT, Chung MY, Banfi S, et al. (1993). Expansion of an unstable trinucleotide CAG repeat in spinocerebellar ataxia type 1. Nature Genetics. 1993;4(3):221-226.
[学术点评]：发现之源。Zoghbi 和 Orr 实验室合作，首次定位并克隆了 SCA1 致病基因 ATXN1，确认了 CAG 动态突变机制，是神经遗传学领域的里程碑。

[2] Emamian ES, Kaytor MD, Duvick HA, et al. (2003). Serine 776 phosphorylation of ataxin-1 is critical for protein stabilization, accumulation, and toxicity. Neuron. 2003;38(3):375-387.
[学术点评]：机制突破。揭示了 Ser776 磷酸化在 ATXN1 毒性中的核心地位，证明了通过修饰特定氨基酸位点可逆转 PolyQ 毒性，为药物开发提供了新靶点。

[3] Lam YC, Bowman AB, Jafar-Nejad P, et al. (2006). Ataxin-1 interaction with the repressor Capicua mediates its neurotoxicity. Cell. 2006;127(7):1335-1347.
[学术点评]：互作网络。阐明了 ATXN1 与 CIC 的相互作用是导致小脑病变的关键分子事件，定义了“毒性功能获得”的具体生化途径。

       ATXN1 · 知识图谱