HSPD1胞内介导猪链球菌2型烯醇化酶诱导脑微血管内皮细胞凋亡的机制

发布时间：2020-04-10 19:39

【摘要】：猪链球菌2型(Streptococcus suis Type 2,SS2)是诱发细菌性脑膜炎的一种重要病原菌,烯醇化酶(Enolase,ENO)是SS2感染诱发脑膜炎过程中的重要毒力分子。本课题组前期发现猪链球菌2型烯醇化酶(SS2-ENO)诱导脑微血管内皮细胞(BMEC)凋亡过程中,细胞热休克蛋白60(HSPD1)含量显著升高,但其具体作用尚不明确。因此,本研究针对HSPD1介导SS2-ENO诱导脑微血管内皮细胞凋亡机制展开以下研究。为探讨HSPD1在ENO诱导BMEC凋亡中的作用,本研究通过Western blot、等方法,分析HSPD1含量对BMEC凋亡的影响。研究结果表明:ENO诱导细胞凋亡过程中,胞内和胞外HSPD1含量升高。且胞内过表达HSPD1和胞外添加HSPD1可促进ENO诱导的细胞凋亡;胞内敲低HSPD1和胞外抗体阻断HSPD1,会抑制该凋亡。证明HSPD1可促进ENO诱导的细胞凋亡。为研究HSPD1在ENO诱导细胞凋亡过程中的定位,本研究通过荧光标记等方法进行分析。结果显示,在ENO诱导细胞凋亡过程中,线粒体HSPD1含量逐渐减少,胞浆HSPD1含量逐渐增多,HSPD1逐渐由线粒体向胞浆转移。线粒体渗透性也随之改变。说明ENO诱导细胞凋亡过程中,线粒体膜渗透性增大,致使HSPD1由线粒体向胞浆、进而向胞外发生转移。进一步对胞内胞外HSPD1介导细胞凋亡的分子机制进行研究。通过Co-IP、免疫荧光染色等方法验证胞内HSPD1的互作蛋白并分析其参与的信号通路,发现胞内HSPD1的互作蛋白为actin,并通过Smac-XIAP-Caspase 3信号通路介导凋亡发生。TLR4介导了胞外HSPD1诱导细胞凋亡的过程。最后为验证HSPD1对血脑屏障(BBB)通透性的影响,以体外BBB共培养模型和健康小鼠进行实验。结果显示体外模型添加HSPD1或小鼠尾静脉注射HSPD1后,体外BBB模型的TEER值显著降低,小鼠体内脑组织摄入的伊蓝染料浓度升高,证实HSPD1可以增加BBB的通透性。本研究证实,ENO诱导的脑微血管内皮细胞凋亡,可使胞内胞外HSPD1含量升高,并由线粒体向胞浆、胞外转移,增加血脑屏障的通透性。该研究阐明了HSPD1对细胞凋亡的作用及其对BBB通透性的影响,丰富了人们对HSPD1功能上的认识,也为SS2脑膜炎致病机制的研究提供重要的理论基础。
【图文】：

第一篇 文献综述第 1 章 烯醇化酶致病性的研究进展1 ENO 的结构、生物学功能及分布烯醇化酶（Enolase，ENO）是一种广泛分布的胞浆金属酶。在系统分类上，ENO 属于烯醇化酶超家族，如图 1 所示，该家族包括扁桃酸盐消旋酶（MR）、粘康酸盐环异构酶（MLE）和烯醇化酶（ENO）本身共三类[1]。在生物结构上，该家族的酶结构比较保守，且具有一定的相似性，均具有一个小的 N 端区域和大的 C 端区域。ENO 会以低聚体、二聚体或八聚体的形式存在。在真核细胞和大多数的原核细胞内，ENO 多以二聚体的形式存在[2]，而在原核生物中，这几种形式均有存在[3]。

1 HSPD1 的结构、分布与功能分子伴侣蛋白参与维持机体细胞稳定的生理功能，当伴侣分子的组成结构，表达含量，细胞定位等情况发生变异后，会导致疾病发生，例如分子伴侣病等。大量研究已经证实伴侣分子是多种疾病的致病因子。伴侣家族蛋白的典型结构特点是具有两个叠层七亚基环的四聚体结构[56]，具有蛋白折叠的功能[57]。真核生物伴侣蛋白 I，也称 HSP60、HSPD1、GroEL，主要分布于线粒体中，在细胞浆、细胞膜、细胞外液、分泌物及一些细胞衍生的囊泡中也有存在[58-61]，该蛋白是由 HSPD1 基因编码所形成的 60 kD 蛋白，行使伴侣功能[62]。线粒体中的 HSPD1 具有协助蛋白折叠和增加蛋白热应激的功能[63]。典型的热休克蛋白复合物是由两个独立的七个相同亚基环绕结构构成的，因此该复合物是一个含有中央腔的四聚体[64]，该结构特点在其发挥蛋白折叠功能的过程中扮演十分重要的角色。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S852.61

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本文编号：2622634