CK2磷酸化SET在阿尔茨海默病中介导的神经病理学途径及其分子机制

发布时间：2020-10-25 08:25

　　 背景:酪蛋白激酶2(Casein Kinase 2,CK2)广泛存在于真核细胞中,且其进化高度保守,其全酶由两个催化(α/α')和两个调节(β)亚基组成。CK2参与多种神经功能,包括神经元存活、神经递质受体的调节,昼夜节律以及更高的脑功能,如学习和记忆。CK2的高表达与心血管病变,癌症进展,传染病和神经退行性病变等几种病理状态相关。在阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者脑内,CK2在具有强抗tau免疫标记的神经元以及含神经原纤维缠结(Neurofibrillary tangles,NFTs)的海马神经元中表达显著增加。与年龄对应的正常人相比,AD患者海马和颞叶皮质中CK2水平明显升高。同时,CK2与AD病理变化双螺旋细丝(Paired helical filaments,PHF)以及一些营养不良的神经元存在共定位。这些研究表明CK2上调可能参与AD的病理改变。AD患者脑内蛋白磷酸酯酶2A(Protein phosphatase 2A,PP2A)活性下调,致其对tau去磷酸化能力减弱,引起tau过度磷酸化,导致tau病变,促发AD。PP2A内源特异性抑制剂2(I_2~(PP2A),亦被称为STE)水平上调。SET在不同组织中广泛表达,主要定位于细胞核,并通过组蛋白乙酰转移酶保护组蛋白免受乙酰化,其功能有调节HuR mRNA结合,调节G2/M转换等。在AD大脑中,SET从核转移到细胞质中,并与PP2A和异常过度磷酸化tau存在共定位。体外实验发现,CK2是SET上游激酶。然而,AD进程中,CK2是否磷酸化SET,并进而调控PP2A及tau磷酸化并参与AD发生仍未知。目的:阐明在AD进程中CK2磷酸化SET,介导tau病变,进而促发神经纤维退变的具体分子机制。方法:首先我们在原代神经元及AD模型鼠检测CK2活性及SET丝氨酸9位点的磷酸化。然后分别在体内和体外过表达CK2或者野生及突变型SET(模拟磷酸化及非磷酸化),通过细胞分子生物学、行为学等检测其对tau病理变化的影响。最后我们在AD小鼠中同时过表达CK2与非磷酸化SET(SET S9A),检测阻止CK2磷酸化SET对AD tau病变及认知功能的影响。结果:1.在AD模型鼠中,证实CK2被激活并伴随着SET磷酸化。2.CK2磷酸化SET导致其滞留于胞浆。3.过表达CK2引起小鼠学习记忆障碍。4.磷酸化SET下调PP2A活性,促进tau的过度磷酸化。5.过表达SET引发小鼠认知功能损伤。6.CK2通过磷酸化SET丝氨酸9位点介导tau病变。结论:CK2磷酸化SET丝氨酸9位点,使其滞留于胞浆,抑制PP2A活性,促发tau过度磷酸化,最终导致神经纤维退变。硒化党参多糖(s CPPs)是硒化党参的主要生物活性成分之一,已被用于中药数千年。然而,s CPPs对AD患者的影响未知。我们将AAV-h Tau注射到小鼠脑内,之后一个月每天一次灌胃给药s CPPs。分别检测s CPPs给药组和对照组小鼠学习记忆能力。然后应用蛋白印迹检测Tau磷酸化和突触相关蛋白的表达。给予s CPPs处理明显上调PP2A活性,降低tau蛋白的磷酸化水平。并改善h Tau过表达所引起的认知障碍。这些研究结果表明用s CPPs治疗通过可减少tau过度磷酸化,改善AD样病变。我们的研究结果第一个提出了硒化党参多糖可能是一个用于预防改善认知障碍和痴呆的潜在药物。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R749.16
【部分图文】：

华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文可塑性降低、神经退变等 Tau 病理变化[8]，导致行为学异常。蛋白磷酸酯酶（protein phosphatase，PP）活性降低是致 Tau 蛋白过酸化的一个关键原因，在所有酯酶活性缺失导致 tau 异常过度磷酸化PP2A 活性下调占将近 70%的贡献[9]。PP2A(Protein phosphatase 2A) 种丝氨酸/苏氨酸酯酶,通过靶向激酶或其他效应器, 进而调节细胞死细胞分裂。PP2A 是一个全酶,包含"C" 催化亚基, "A" 结构亚基, 和"节 亚基 (图 1A) [10]。
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 王建忠,王锋鹏;川党参的化学成分研究[J];天然产物研究与开发;1996年02期

2 刘干中;蔡定国;邵森;;STUDIES ON THE CHEMICAL CONSTITUENTS AND PHARMACOLOGICAL ACTIONS OF DANGSHEN,CODONOPSIS PILOSULA (FRANCH.) NANNF.[J];Journal of Traditional Chinese Medicine;1988年01期

本文编号：2855699