SIRT3及相关蛋白乙酰化的变化在朊病毒致病机制中作用的研究

发布时间：2020-03-22 03:32

【摘要】：朊病毒病(Priondiseases)是一类严重危害人类和其他多种哺乳动物生命的致死性神经退行性疾病。这类疾病中错误结构的朊蛋白聚集和纤维化,使神经元大量死亡,并使大脑组织形成空泡样病变。线粒体功能障碍、氧化应激损伤与包括朊病毒病在内的衰老相关神经退行性疾病的发病密切相关。SIRT3作为线粒体内主要的去乙酰化酶,能够从多个方面调节线粒体的功能。尽管研究显示SIRT3与一些神经退行性疾病的发病机制有关系,但该蛋白是否参与朊病毒病发病过程到目前为止是未知的。本研究中,我们首先证明在朊病毒感染的细胞系SMB-S15以及SMB-S15细胞裂解物感染的动物脑组织中线粒体主要去乙酰化酶SIRT3表达及活性下降,这意味着该蛋白在细胞中的去乙酰化作用下降。然后,我们在上述朊病毒感染细胞和动物模型中检测了SIRT3重要的底物SOD2的乙酰化水平。我们发现朊病毒感染的细胞和动物脑组织中,SOD2在K68和K122两个重要乙酰化位点的乙酰化水平升高。SOD2的过度乙酰化理论上会引起该蛋白活性的下降,而SOD2是细胞中很重要的抗氧化酶,其活性下降,很有可能会导致细胞中活性氧(reactive oxygen species,ROS)清除不足。为了检验这一点,我们在感染的细胞模型SMB-S15中检测了SOD2蛋白活性以及ROS水平。实验结果符合我们预期,朊病毒感染细胞模型中SOD2活性下降,ROS水平升高。SIRT3另一重要底物ATP5β是ATP酶重要的亚基。我们发现在感染的细胞模型SMB-S15中,ATP5β乙酰化水平升高。ATP5β的过度乙酰化理论上会引起ATP酶活性的下降,最终导致ATP生成减少。为了检验这一点,我们在感染的细胞模型SMB-S15中检测了ATP水平。跟我们的预期一致,感染细胞中ATP水平是降低的。最后,我们发现用白藜芦醇清除朊病毒感染的细胞SMB-S15中的PrPSc后,SIRT3活性得到部分恢复。综上,这些结果表明朊病毒感染引起了SIRT3蛋白表达和活性的下降,同时朊病毒的感染与SIRT3介导的线粒体蛋白的去乙酰化之间存在密切联系,这很有可能在一定程度上能够解释朊病毒病中出现的线粒体功能异常。
【图文】：

活性检测试剂盒检测了邋ＳＭＢ细胞系和接种ＳＭＢ细胞裂解物的小鼠脑组织中Ｓ０Ｄ２逡逑活性。实验结果显示，ＳＭＢ－Ｓ１５细胞中Ｓ０Ｄ２活性比ＳＭＢ－ＰＳ的低，，具有统计学意逡逑义（尸＜０．０５）（图４．５Ａ）。然而和接种ＳＭＢ－ＰＳ细胞裂解物的小鼠相比，在接种ＳＭＢ－Ｓ１５逡逑细胞裂解物的小鼠脑组织中，Ｓ０Ｄ２活性虽然呈现下降的趋势，但是这种变化没有统逡逑计学意义（图４．５Ｂ）。紧接着，我们检测了邋ＳＭＢ细胞中的ＲＯＳ水平，结果显示ＳＭＢ－Ｓ１５逡逑细胞中ＲＯＳ水平比ＳＭＢ－ＰＳ的高，定量结果显示差异具有统计学意义（／＾Ｏ．Ｏ〗）（图逡逑４．５Ｄ）。这些结果说明，在朊病毒感染细胞和动物脑组织中，ＳＯＤ２活性下降，从而逡逑导致了邋ＲＯＳ的升高。而ＳＯＤ２在两个位点的高度乙酰化至少可以部分解释ＳＯＤ２活逡逑性的下降。逡逑Ａ逡逑ＰＳ邋ｃｅｌｌｓ逦Ｓ１５邋ｃｅｌｌｓ逡逑逦邋＿逦－ｉｒｋ逡逑｜邋１．８－邋逦逡逑ＳＯＤ２逦？邋１－６－逦￣Ｔ￣逡逑Ｚ邋１－４－邋■■■：逡逑｜邋１．２－逡逑ＳＯＤ２－Ｋ１２２邋■邋．逦？？一＾逦Ｉ邋１．０－逡逑

小结逡逑究首先在朊病毒感染的细胞与动物模型中检测到了邋ＳＩＲＴ３表达与活后探宄了邋ＳＩＲＴ３底物的乙酰化是否发生了相应的变化。我们发现在系ＳＭＢ－Ｓ１５中，ＳＩＲＴ３关键靶蛋白ＳＯＤ２和ＡＴＰ５邋Ｐ出现过度乙酰现在朊病毒感染的细胞系ＳＭＢ－Ｓ１５中，ＲＯＳ水平升高而ＡＴＰ水平化酶Ｓ０Ｄ２的过度乙酰化导致该蛋白活性下降，部分解释了朊病毒Ｂ－Ｓ１５中ＲＯＳ增多的发生。而ＡＴＰ酶重要亚基ＡＴＰ５邋Ｐ的过度乙酰ＴＰ酶活性下降，一定程度上解释了上述感染细胞系中ＡＴＰ水平的下结论：ＳＩＲＴ３表达与活性下降，导致下游蛋白过度乙酰化，有可中线粒体功能异常，从而在朊病毒病发生发展中起到了一定的作用（0
【学位授予单位】：中国疾病预防控制中心
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R741

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本文编号：2594404