当前位置:主页 > 科技论文 > 基因论文 >

BHD综合征致病基因FLCN介导亮氨酸调控mTORC1信号通路的研究

发布时间:2018-03-07 21:29

  本文选题:folliculin(FLCN) 切入点:亮氨酸 出处:《西北农林科技大学》2016年博士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:BHD(Birt-Hogg-Dubé)综合征是一种由抑癌基因folliculin(FLCN)突变引起的遗传疾病,其临床症状主要包括良性皮肤肿瘤、自发性气胸、肺部囊肿等,严重时某些患者发生肾癌。然而FLCN的生物学功能至今仍未完全阐明。在前期工作中,作者所在实验室构建了一种BHD的果蝇动物模型。利用该模型发现,敲除FLCN基因与mTOR信号通路被抑制的表型相似;更重要的是,在培养基中添加高浓度的亮氨酸(Leu)可以显著挽救FLCN突变的表型。该研究表明,果蝇的FLCN基因与亮氨酸诱导的mTOR信号通路关系密切。然而其具体的分子机理,以及在哺乳动物中是否存在相似的机制还有待研究。为了阐明以上科学问题,本研究以人胚肾细胞系HEK293为模型,深入探究了人FLCN在亮氨酸诱导的mTORC1信号通路中的作用机制,获得了如下主要结果:1.抑制FLCN的表达降低m TORC1活性;添加高浓度的亮氨酸阻止mTORC1活性降低。通过RNA干扰(RNAi)方法抑制FLCN的表达,m TORC1的活性降低;进一步在培养基中添加高浓度的亮氨酸可以显著提高mTORC1活性。2.FLCN能够降低mTORC1对于亮氨酸信号的敏感度。在完全培养基中,添加高浓度的亮氨酸不能使对照细胞的m TORC1活性进一步升高,这说明mTORC1已被完全激活;在FLCN表达被抑制的细胞中,mTORC1的活性随着培养基中亮氨酸水平的升高而不断升高,直至达到在相同培养条件下与对照细胞中相似的水平。3.FLCN定位于溶酶体,其在溶酶体上的富集度受胞内氨基酸浓度影响。免疫荧光以及western blot试验表明,在完全培养基培养条件下,只有少部分FLCN蛋白定位在溶酶体上;在氨基酸缺乏的培养基培养时,有更多的FLCN蛋白定位于溶酶体。4.FLCN维持溶酶体内的亮氨酸水平。现有证据表明,溶酶体内的氨基酸,尤其是亮氨酸,是激活mTORC1的直接信号。当FLCN表达被抑制,或者当环境中氨基酸缺乏时,溶酶体内的亮氨酸浓度显著降低;反之,过表达FLCN使得细胞即使在氨基酸缺乏的情况下,仍然能够维持较高浓度的溶酶体内的亮氨酸水平。5.FLCN能够拮抗跨膜氨基酸转运蛋白PAT1的功能,实现对mTORC1信号的调控。研究表明,氨基酸缺乏能引起mTORC1活性降低,抑制PAT1表达可以部分恢复m TORC1的活性,而同时抑制FLCN表达后,m TORC1活性再次被抑制。6.FLCN抑制PAT1在溶酶体上的分布。在正常培养条件下,有部分PAT1蛋白定位于溶酶体;氨基酸缺乏,或者抑制FLCN的表达能够促进PAT1富集在溶酶体上;而过表达FLCN则会阻止PAT1在溶酶体上的募集。7.FLCN与PAT1存在紧密的相互作用。免疫荧光试验表明,FLCN与PAT1在细胞内有共定位;免疫共沉淀试验进一步表明,FLCN与PAT1存在蛋白与蛋白之间的相互作用。根据以上结果,我们得出以下两个主要结论。一,FLCN通过维持溶酶体内亮氨酸浓度来激活m TORC1;二,FLCN通过抑制PAT1定位于溶酶体实现其对于溶酶体内亮氨酸浓度的调控。本项研究不但发现了FLCN调控溶酶体内氨基酸浓度的一个新功能,同时也揭示出对于溶酶体内亮氨酸信号水平的调控是一种新的mTORC1调控方式。
[Abstract]:BHD (Birt-Hogg-Dub) syndrome is a tumor suppressor gene folliculin (FLCN) genetic disease caused by a mutation, the clinical symptoms mainly include benign skin tumor, spontaneous pneumothorax, pulmonary cyst, severe renal carcinoma in some patients. However, the biological function of FLCN has not been completely elucidated. In previous work, the author a lab flies a BHD animal model. Using this model, found that the knockout phenotype of FLCN gene and mTOR signaling pathway was inhibited by similar; more importantly, in the cultivation of high concentration medium supplemented with leucine (Leu) can significantly save the phenotype of FLCN mutant. The study showed that mTOR signaling pathway FLCN the Drosophila gene and leucine induced closely. However, its molecular mechanism, and whether in mammals have similar mechanism remains to be studied. In order to clarify the above science problem, this study In human embryonic kidney cell line HEK293 as a model, the in-depth study of the mechanism of FLCN in mTORC1 signaling pathway induced by leucine in, obtained the results as follows: 1. the inhibition of expression of FLCN m decreased TORC1 activity; adding high concentrations of leucine blocking mTORC1 activity decreased. By RNA interference (RNAi) suppression of FLCN expression method m, reduce the activity of TORC1; further adding high concentration of leucine in the medium can significantly increase the activity of mTORC1.2.FLCN can reduce the mTORC1 signal for leucine sensitivity. Cultured in complete medium, adding high concentration of leucine can control cells m TORC1 activity increased further, which indicates that mTORC1 has been fully activated the expression of FLCN was inhibited; in cells, mTORC1 activity increased continuously with increasing culture medium and leucine levels, until it reaches under the same culture conditions and control cells. Like the level of.3.FLCN localized in lysosomes, the lysosome enrichment by intracellular amino acid concentrations. Immunofluorescence and Western showed that blot test, in vitro cultured in complete medium, only a small part of FLCN protein is localized in lysosomes; nutrient medium in amino acid deficiency training, FLCN protein localization more in the lysosome.4.FLCN maintain intralysosomal leucine levels. The available evidence suggests that the intralysosomal amino acids, especially leucine, is a direct signal to activate mTORC1. When FLCN expression was inhibited, or when the environment of amino acid deficiency, leucine concentration of lysosomes decreased significantly; conversely, overexpression of FLCN the cells even in the absence of amino acids, can still maintain a high concentration of intralysosomal leucine levels.5.FLCN can antagonize the transmembrane amino acid transporter PAT1 function, the realization of mTOR The regulation of C1 signal. The results show that amino acid deficiency can cause the decrease of mTORC1 activity, inhibit the expression of PAT1 m TORC1 activity can be partially recovered, while inhibiting the expression of FLCN, the distribution of M TORC1 activity was again.6.FLCN suppression on PAT1 in lysosomes. Under normal culture conditions, some of the PAT1 protein localized in lysosomes amino acid; lack or inhibit the expression of FLCN can promote PAT1 accumulation in lysosomes; the interaction between.7.FLCN and PAT1 close to raise and over expression of FLCN will prevent PAT1 in lysosomes. The immunofluorescence experiments indicate that FLCN colocalized with PAT1 in cells; CO immunoprecipitation experiments further indicate that the interaction between. Between protein and protein FLCN and PAT1. According to the above results, we draw the following two conclusions. First, the FLCN solution by maintaining the leucine concentration in vivo enzyme to activate the m TORC1; two, FLCN After inhibition of PAT1 localized in lysosomes to achieve its regulation of soluble leucine concentration in vivo enzyme. This study not only found a new function of FLCN solution concentration of amino acids in the regulation of the enzyme, but also reveals the regulation of lysosomal leucine signal level is a new kind of mTORC1 control mode.

【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:R596

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 吴伟全;王思捷;李元歌;何香红;王永存;吴平;;激光扫描共聚焦显微镜及透射电镜观察肺癌A549细胞亚细胞结构溶酶体的对比分析[J];临床医学工程;2013年06期

2 周裕德;;脂质体用于溶酶体累积病的治疗[J];国外医学(分子生物学分册);1979年03期

3 张素娟;用吖叮橙显示动脉粥样硬化灶中溶酶体的方法[J];第一军医大学学报;1983年03期

4 李昌吉;;苯系物作业工人淋巴细胞中溶酶体的细胞化学改变[J];预防医学情报;1987年02期

5 亢继文;肖祥铭;;大鼠肾脏溶酶体的分离[J];辐射防护通讯;1987年03期

6 杨恬;生后1至90天大白鼠肝细胞溶酶体的年龄性改变[J];第三军医大学学报;1985年02期

7 罗深秋,肖焕才,任力,刘连璞,朴英杰;线状溶酶体和圆形溶酶体结构关系的电镜细胞化学观察[J];第一军医大学学报;1993年01期

8 李莉,石玉秀;线状溶酶体及其细胞生物学特性[J];解剖科学进展;1995年02期

9 陈平;王勇;文小玲;宋精玲;林萍;杨承纲;刘美玉;李维波;;中晚期乳腺浸润性导管癌癌线粒体及溶酶体的体视学分析[J];中国医学物理学杂志;2007年03期

10 李兵仓,王启民;生后1至90天内不同年龄大鼠肝细胞溶酶体酸性磷酸酶的观察[J];第三军医大学学报;1986年02期

相关会议论文 前10条

1 苏黎;崔宗杰;;溶酶体可作为可重建性钙库调节胞浆钙信号的产生[A];中国细胞生物学学会2005年学术大会、青年学术研讨会论文摘要集[C];2005年

2 龙鼎新;伍一军;;神经病靶酯酶的自噬-溶酶体途径降解研究[A];中国毒理学会生化与分子毒理专业委员会第六届全国学术会议、中国毒理学会遗传毒理专业委员会第五届全国学术会议、广东省预防医学会卫生毒理专业委员会学术会议、广东省环境诱变剂学会学术会议论文汇编[C];2008年

3 吴选俊;李柱;吴淑琪;韩家淮;杨柳;韩守法;;含有罗丹明衍生物的荧光探针用于溶酶体成像的研究[A];第八届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2013年

4 李柱;吴淑琪;韩家淮;韩守法;;含有酸激发罗丹明衍生物的pH探针用于溶酶体酸度的研究[A];中国化学会第28届学术年会第3分会场摘要集[C];2012年

5 易静;张蕙心;张岚;汤雪明;;溶酶体在垂体-肾上腺皮质激素分泌调节中的作用[A];中国细胞生物学学会第五次会议论文摘要汇编[C];1992年

6 肖义;于海波;王璐;叶智伟;张新富;;溶酶体定位的荧光分子探针[A];第八届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2013年

7 范艳斌;李春炎;李富友;陈道勇;;磷酸酶响应的纳米探针在溶酶体特异性成像方面的应用[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题H:医用高分子[C];2013年

8 李伯勤;辛华;李峥;;溶酶体发生的Flash动画表达与教学应用[A];中国细胞生物学学会2005年学术大会、青年学术研讨会论文摘要集[C];2005年

9 赵一蓉;李银辉;杨荣华;;纳米孔道实验室:目标物和pH双刺激响应的溶酶体Cu~(2+)传感器[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第04分会:纳米生物传感新方法[C];2014年

10 李平;肖海滨;张雯;张卫;王慧;刘璐;刘伟;唐波;;用于溶酶体内氯离子定量荧光比率成像的单激发-双最大发射荧光探针[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第03分会:分析可视化及交叉学科新方法[C];2014年

相关重要报纸文章 前2条

1 叶盛楠;北京协和医院儿科成功绘制我国溶酶体疾病谱[N];中国医药报;2014年

2 ;耶鲁大学科学家解释细胞防护机制[N];中国高新技术产业导报;2001年

相关博士学位论文 前6条

1 李艳艳;槲皮素对溶酶体活性铁介导的酒精性肝损伤及自噬功能紊乱的拮抗效应[D];华中科技大学;2015年

2 武小椿;BHD综合征致病基因FLCN介导亮氨酸调控mTORC1信号通路的研究[D];西北农林科技大学;2016年

3 田雪君;钙离子电压门控通道调节溶酶体与内涵体和自噬体融合及其维持神经系统稳态平衡的功能研究[D];浙江大学;2015年

4 王璐;靶向细胞溶酶体或染色质的粘度荧光探针[D];大连理工大学;2014年

5 刘波;乙型肝炎病毒通过干扰溶酶体成熟抑制细胞自噬性降解途径[D];浙江大学;2013年

6 黄娟;细胞毒性脑水肿的发生发展过程中AQP4内化和溶酶体分选现象及其机制的研究[D];重庆医科大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 王浩;布鲁氏菌侵染巨噬细胞后对自噬—溶酶体降解途径的影响[D];石河子大学;2015年

2 庄宁彤;乙型肝炎病毒肿瘤蛋白细胞靶标HBXIP负向调控Toll样受体信号转导的机制研究[D];杭州师范大学;2016年

3 李丹;A2E在蓝光致人RPE细胞损伤过程中对溶酶体膜通透性的影响[D];遵义医学院;2016年

4 赖毕;降低溶酶体α-AMA对SW敏感性的定向改造[D];西北农林科技大学;2016年

5 王晶;新型光响应性核酸递送系统及其在siRNA递送中的应用研究[D];北京协和医学院;2016年

6 江雅丽;布鲁氏菌逃避溶酶体作用机制的初步研究[D];石河子大学;2016年

7 聂斯;靶向半胱氨酸组织蛋白酶家族的溶酶体探针的研究[D];华中科技大学;2012年

8 郑邦旭;星形胶质细胞溶酶体与β-淀粉样蛋白的相互作用机制研究[D];宁波大学;2015年

9 贾盼盼;Hsf4对溶酶体活性的调控[D];河南大学;2015年

10 孟素芳;溶酶体在镉诱导WRL-68细胞自噬过程中作用的研究[D];南京师范大学;2015年



本文编号:1581030

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/1581030.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户c00ff***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com