内质网应激源和雷帕霉素受体蛋白调控的自噬和凋亡

发布时间：2021-06-05 23:40

　　细胞自噬与凋亡是多细胞体生物维持自身稳态的重要生理反应机制。分别将自噬和凋亡诱导剂Beclin1和Caspases被引入到Kapuy等人建立的模型中,这个模型描述了内质网应激压力的条件,雷帕霉素受体蛋白（mammalian target of rapamycin,mTOR）调控Beclin1控制的自噬与Caspases导向的凋亡。另外,探讨了内质网应激源和mTOR相关的参数对自噬和凋亡的调控。结果显示,虽然mTOR会抑制细胞自噬活性,但内质网应激压力仍然会引发这一过程。当自噬切换到凋亡时,内质网应激压力与mTOR的共同作用下会加速细胞的死亡。 

【文章来源】：内蒙古大学学报(自然科学版). 2020,51(01)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

ERS和mTOR调控的自噬和凋亡通路模型

图1描述了内质网应激源（ERS）和雷帕霉素受体（mTOR）调控的自噬和凋亡模型。ERS感受到压力信号Stress，进而ERS分别促进自噬诱导因子Beclin1、凋亡诱导因子Caspases以及mTOR的表达。而mTOR促进Caspases的表达而抑制Beclin1的表达。此外，Beclin1分别与Caspases和mTOR形成双负反馈回路。描述ERS,mTOR,Beclin1和Caspases浓度变化的常微分方程为方程（1)-(4），所有参数详见表1[14]。我们利用XPPAUT软件进行时间历程图和分岔图的模拟。2 结果与分析

既然不同的压力使得系统有自噬和凋亡两种稳态，因此，进一步通过分岔分析给出压力对Beclin1和Caspases稳态的影响。图3(a）和（b）分别给出Beclin1和Caspases关于ERS应激压力的分岔图，他们分别呈现出“Z”和“S”形，“Z”和“S”形曲线上的两个鞍结分岔点F1和F2将实线和虚线分开，实线表示稳定的平衡点，虚线表示不稳定的平衡点。根据图3所示，当压力较少时，Stress<0.45,Beclin1具有高浓度而Caspases的浓度很低，因此，低压力只开启自噬。而当压力介于F1和F之间时，0.45<Stress<2.2，系统具有两个稳定的稳态，一种是高的Beclin1浓度和低的Caspases浓度，对应自噬。另一种是低的Beclin1浓度和高的Caspases浓度，对应凋亡。细胞选择哪种状态取决于他们的初始状态。而当压力继续增加时，Stress>2.3,Beclin1切换到低稳态，而Caspases切换到高稳态，系统只能凋亡。2.2 ERS调控的自噬与凋亡


本文编号：3213133