ColXV通过促进脂肪细胞内质网应激上调脂肪组织炎症的作用机制

发布时间：2020-06-17 21:06

【摘要】：细胞外基质(ECM)在维持正常发育和组织功能方面发挥着重要作用。胶原XV(ColXV)位于基底膜最外层,属于MULTIPLEXINs胶原蛋白亚类的一员。ColXV在小鼠模型中被发现可抑制内皮细胞迁移和血管生成,并抑制肿瘤生长。小鼠皮下脂肪组织中检测到ColXV有较高的表达水平,此外分化成熟的3T3-L1脂肪细胞中ColXV的表达量显著增加。ColXV以及基底膜型分子的表达与脂肪组织发育相关,并在沉脂分化过程中上调。然而,脂肪组织基底膜区的ColXV的存在和功能尚未得到充分认识。这种特殊的ECM分子为脂肪组织提供了一个关键的微环境,可能影响脂肪细胞本身的生物活性,并与其他组织相互作用。ColXV作为连接脂肪细胞基底膜和基底膜外细胞外基质的重要成分在调节脂肪细胞细胞内质网应激和脂肪组织细胞外基质积累引起相关炎症发生的作用机制尚不清楚。本研究在脂肪细胞上超表达和干扰ColXV基因,通过RT-PCR,WB等分子学方法和形态学观察检测内质网应激和炎症相关因子变化,探究了ColXV通过促进脂肪细胞内质网应激调控脂肪组织炎症的相关分子机制。本研究为解决细胞外基质异常积累引起的脂肪组织代谢紊乱和治疗肥胖相关代谢疾病提供理论基础。本实验得到以下结果:1.ColXV通过激活Integrinβ1/FAK信号促进脂肪细胞内质网应激。在正常水平以及FAK抑制剂PF-573228处理下分别验证ColXV对脂肪组织内质网应激的影响。超表达ColXV后,脂肪细胞中IRE1α、CHOP、GRP78的mRNA和蛋白水平显著增加(P0.05),干扰ColXV后作用相反。此外,超表达ColXV促进了ColXV与其膜受体Integrinβ1的结合,显著促进了FAK~((Y397))的磷酸化水平(P0.05),FAK抑制剂PF-573228抑制了FAK的磷酸化,逆转了ColXV诱导的IRE1α、CHOP、GRP78的蛋白表达水平的上升趋势。表明ColXV通过促进Integrinβ1/FAK信号调节细胞内内质网应激。2.ColXV通过IP3R1钙通道破坏钙离子平衡促进内质网应激。在3T3-L1细胞中超表达ColXV显著促进IP3R1表达水平的上调。此外通过钙离子荧光探针染色显示超表达ColXV显著上调了细胞内钙离子浓度。在正常水平以及IP3R通道抑制剂2-APB处理下分别验证ColXV对脂肪组织内质网应激的影响。2-APB的处理显著抑制了ColXV诱导的IRE1α、CHOP、GRP78的蛋白表达水平的上升(P0.05)。表明ColXV通过影响脂肪细胞钙离子稳态促进内质网应激。3.ColXV通过IRE1α/XBP1通路促进脂肪细胞内质网应激诱导的脂肪组织炎症。在3T3-L1细胞中超表达ColXV显著促进IRE1α、CHOP、GRP78的表达(P0.05),干扰ColXV后作用相反。内质网荧光探针染色显示,ColXV处理使脂肪细胞形态发生变化,内质网腔有增大的迹象(P0.05)。在衣霉素诱导的内质网应激模型下,显著上调内质网应激相关基因IRE1α、CHOP、GRP78的mRNA及蛋白的表达量(P0.05)。同时,超表达ColXV促进显著促进uXBP1剪切为sXBP1(P0.05),干扰ColXV后作用相反。同时,加入IRE1抑制剂STF083010和4μ8C后,脂肪细胞炎症相关基因IL6,TNFα的表达含量显著下降(P0.05)。表明ColXV通过促进IRE1α/XBP1通路上调脂肪细胞内质网应激诱导的炎症。综上所述,本研究证明了ColXV通过激活Integrinβ1/FAK信号通路以及破坏细胞内钙离子平衡来诱导脂肪细胞内质网应激。ColXV通过促进IRE1α/XBP1信号调节脂肪细胞内质网应激诱导的炎症。本研究为解决细胞外基质异常积累导致脂肪组织代谢紊乱问题提供新的思路。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R364.5
【图文】：

序列,胶原,结构域,氨基酸残基

ColXV 由 1388 个氨基酸残基组成，ColXV 和 ColXVIII 分子 C 端具有较强序列和构同源性的均三聚体。三聚体是由相同的多肽组成的，没有已知的剪接变体。530 个基的 N 端域以及 215 残基 TSPN-1 (N 端血小板反应蛋白-1)，它存在于许多纤维胶原非纤维胶原中，其次是含有许多胶原十五特有片段，附加的一段 577 残基内胶原不连中断序列位于二尖瓣末端区域。其中包含多个三螺旋结构域(ColXV 有 9 个，ColXV有 10 个)和一个 N 端血小板反应蛋白-1 结构域，N 端为信号肽序列(Kivirikko et al., 199Myers et al., 2007)。中央间断的胶原域包含 9 个胶原子域分由 N-端到 C-端依次包含 11435、45、71、30、18、55、15 个氨基酸残基，八个主要的中断分别包含 45、31、2411、34、14、7、10 个氨基酸残基。胶原结构域占总长度的三分之二。每个胶原子域含一个或多个 Gly-X-Y 三联体重复序列（其中“X”和“Y”可以是任何氨基酸，通常为氨酸和羟脯氨酸）(Hagg et al., 1997)。Col XV 和 Col XVIII 在结构上具有高度同源性前三分之一的非胶原序列是 XV 型特异性的，而后三分之二的序列与 XVIII 型胶原的皮抑素肽 60%相同，并且两者都由连接区、铰链区和内皮抑素结构域组成(Sasaki et a2000)。

动态合成,途径,胞质

3-1 内质网蛋白动态合成途径(Wan and Jiang., 201ure 3-1Dynamic synthesis of endoplasmic reticulum pr存、修饰和运输新合成的蛋白质方面发挥作，其腔内浓度范围从高微摩尔到低毫摩尔不等胞质高 4 到 5 个数量级。这种陡峭的浓度梯体、ryanodine 受体(RyR)和泄漏通道)离开 E+信号转导的接收器，也可作为细胞内 Ca2+信P 酶(SERCA)泵将胞质 Ca2+转运到腔内。Ca2+处于空闲、非缓冲状态；虽然在某些细胞[Ca2+]的范围从 100 到 800μM 不等(Bygrave快速扩散(比通过胞质更快)，然而，大容量的用。钙网蛋白是最丰富的缓冲蛋白，含有 20的缓冲区是独特的，因为它还作为伴侣蛋白

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