GSK3β在CGNs内质网应激反应中的作用研究

发布时间：2020-01-22 20:36

【摘要】：内质网是真核细胞的重要细胞器,负责新生蛋白质的合成折叠、修饰以及转运等。内质网稳态平衡对于维持正常的细胞功能至关重要。当内质网难以承担错误折叠蛋白的负荷时则引发内质网应激,激活未折叠蛋白反应(UPR,Unfolded Protein Response)信号通路,以此增强内质网的蛋白质加工处理能力。但长期的严重的内质网应激发生时,就会导致细胞发生凋亡。研究发现,内质网应激和神经退行性疾病的发生发展密切相关。GSK3β,一种组成性激活的丝氨酸/苏氨酸激酶,有多种功能,如控制细胞的代谢,细胞周期,基因表达,发育,肿瘤发生和神经保护等。近期研究发现,GSK3β介导内质网应激诱导的细胞凋亡过程,但参与凋亡的一些具体机制还不是很清楚。 为研究GSK3β在小脑颗粒神经元细胞(CGNs)内质网应激反应中的作用,本文选取两种诱导内质网应激的化学物质衣霉素(TM,一种N-连接的糖基化的抑制剂)和二硫苏糖醇(DTT)处理CGNs。发现TM的浓度从10μg/ml增加到50μg/ml,细胞的存活率并不随TM的浓度的增加而减少,大概有60%的细胞依然存活,而当DTT的浓度从0.15 mM增加到1 mM时,细胞的存活率由80%下降到30%,说明TM和DTT都能诱导CGNs的凋亡,TM诱导凋亡的过程较为缓慢,相比之下,DTT诱导细胞的快速凋亡。在我们已建立的实验模型基础上检测GSK3β活性变化,发现TM通过增强GSK3β-Ser9的磷酸化而抑制GSK3β活性,而DTT则通过减弱GSK3β-Ser9的磷酸化而增强GSK3β的活性。本文进一步检测GSK3β的上游和下游的一些关键信号分子。已有的研究表明,Akt和JNK是GSK3β上游的重要调节激酶。经检测发现,TM和DTT并不明显影响Akt的活性变化,而TM能瞬时性激活JNK,峰值出现在5分钟左右,DTT则能较长时间激活JNK,持续时间约为6小时。我们推测JNK活性的变化可能跟GSK3β有关,利用SP600125抑制JNK的活性后,发现TM诱导的GSK3β-Ser9磷酸化水平明显降低,但DTT对GSK3β-Ser9磷酸化的抑制没有显著变化,说明JNK可能是TM诱导的内质网应激反应中GSK3β上游的一个调节分子。为研究JNK和GSK3β对细胞存活的影响,本文发现JNK活性的抑制可加剧TM诱导的神经元细胞的凋亡,但显著减弱DTT诱导的细胞凋亡;LiCl抑制GSK3β活性能减弱TM诱导的caspase-3的激活和CHOP蛋白的表达,而对DTT诱导的细胞凋亡无影响,说明JNK可能通过调控GSK3β的活性来调节TM诱导的内质网应激下细胞的存活。最后,我们还检测了能调节JNK活性的蛋白磷酸酶PP2A的表达,结果发现PP2A可能通过调控JNK的活性而参与内质网应激诱导的神经元细胞凋亡。 总之,本文研究发现TM处理下能瞬时性激活JNK,JNK可能通过调控GSK3β的活性来影响CGNs的存活,PP2A可能也参与内质网应激诱导的细胞凋亡。
【图文】：

应途径构成未折叠蛋白反应（图 1-1）。第一个反应涉及到上调编码侣蛋白的基因，这些基因包括 BiP/GRP78 和 GRP94。这有助于提升蛋并阻止蛋白质的聚集。第二个反应包括翻译的弱化以减小生物合成的未折叠蛋白进一步的积累。第三个反应是通过内质网相关降解（ER-asation,ERAD）途径降解错误折叠蛋白质，那些在内质网中不能重新折叠蛋白质被反向转运到细胞质中后被蛋白酶体降解。当上述的这些反应网应激时，，第四个反应，即凋亡反应发生了，它能清除不健康或受侵维持正常的发育和分化。

图 1-2. UPR 信号转导途径。未折叠蛋白反应涉及到的一些具体的信号通路，/XBP-1，PERK/eIF2 和 ATF6 三种信号通路，它们的下游的分子包括一些分子伴侣和折录翻译，以及凋亡相关蛋白 CHOP 的表达等。 内质网应激与细胞凋亡
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R363

【共引文献】

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本文编号：2572063