Caveolin-3基因在骨骼肌细胞的生理功能及其突变基因致病机制的初步研究

发布时间：2020-04-24 00:31

【摘要】：目的:Caveolin-3(CAV3)蛋白特异性表达在各类肌细胞膜上,但它在肌细胞中的生理功能尚未清楚。骨骼肌消耗全身大多数的葡萄糖为能源物质来维持细胞的正常代谢及功能,位于细胞膜上的CAV3可能促进了与葡萄糖代谢和细胞生长和增殖密切相关的Akt信号通路的敏感性。此外,CAV3基因编码区变异P104L导致一种常染色体显性遗传疾病—1C型肢带型肌营养不良(Limb-girdle muscular dystrophy-1C,LGMD-1C)。我们前期报告了当P104L突变基因瞬时转染C2C12细胞时,在胰岛素刺激下,细胞葡萄糖摄取和糖原合成均下降。本研究观察在不依赖胰岛素刺激的情况下,分别转染CAV3基因及其P104L突变型是否影响C2C12细胞糖代谢及其生长增殖。方法:建立稳定转染CAV3基因和CAV3-P104L的C2C12细胞系,通过生化、Western bolt和激光共聚焦显微镜方法,观察在不使用胰岛素刺激下CAV3基因及其突变蛋白对细胞糖代谢、生长和增殖的影响,并探讨CAV3和P104L突变蛋白对PI3K/Akt信号通路的影响。结果:1.利用脂质体建立稳定CAV3及其突变基因型P104L的细胞系;2.C2C12细胞稳转CAV3基因使CAV3表达增多,GLUT4蛋白总量不变,但细胞膜上CAV3和GLUT4蛋白均增加。葡萄糖摄取增加,糖原合成无明显增加,但细胞表面积和细胞增殖加速。作为Akt信号传导的下游分子与细胞增殖相关的p-p70s6K显著增加,但是Akt信号传导的另一个下游分子与糖原合成相关的GSK3β蛋白水平没有改变;3.C2C12细胞稳转CAV3的P104L突变基因可使CAV3蛋白的表达减少,CAV3和GLUT4蛋白细胞膜上的定位减少,抑制了细胞对葡萄糖的摄取和糖原的合成。突变造成细胞形态显著减小,但细胞增殖速度加快。Akt磷酸化被抑制,其下游分子GLUT4、p-GSK3β、p-p70s6K均显著降低。结论:1.转基因CAV3使蛋白表达升高可激活肌细胞Akt信号,使GLUT4蛋白在细胞膜定位增加,促进肌细胞摄取葡萄糖,加快细胞生长和增殖速率。2.CAV3-P104L突变基因通过减少CAV3的蛋白表达和细胞膜定位,抑制肌细胞的糖代谢及生长,却加速细胞增殖,这些可能是LGMD-1C的发病机制。
【图文】：

1：DNALadder；2：空载体；6：P104L extraction by electrophoresis. 1: DNA Laddesmids.B

表达载体结构示意图
【学位授予单位】：广西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R596.1

【参考文献】

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本文编号：2638324