内质网应激诱导小脑颗粒神经元凋亡信号机制的研究

发布时间：2018-11-07 15:50

【摘要】：调查研究神经元在生存环境或基因改变后其对生存挑战耐受性的研究是目前研究的重要领域。实际上,在多种神经退行性疾病包括帕金森病、阿尔茨海默氏病和亨廷顿病等,遗传疾病肌萎缩侧索硬化症,氧化应激脑缺血的诱导的中风中,神经元的存活和死亡被作为一个通常的病理特征来研究。神经细胞大量非正常死亡将严重影响神经元的功能,所以深入了解和研究神经系统在这些病理状况下的适应和抵抗机制是当今研究的重点。近期文献报道内质网应激信号通路参与神经细胞死亡。内质网是真核细胞的主要细胞器之一,其主要功能是是确保分泌蛋白的正确折叠。在许多生理和病理状态中,内质网可以发生功能上的改变,导致大量错误折叠的蛋白在内质网中聚集。这些大量积累的错误折叠蛋白将破坏自身稳定和功能。所以细胞自身的主要应激响应就是通过减少内质网蛋白质的组装(例如削弱蛋白质的翻译)来恢复内质网自身的稳定状态以及增强对错误折叠蛋白的处理(例如增强内质网相关的降解途径)。内质网应激响应主要通过三条信号通路介导,分别是PERK、IRE1以及ATF6。近期研究表明,内质网应激信号通路涉及到多种中枢神经系统疾病,包括神经退行性疾病以及脑局部缺血。在慢性或急性应激内质网应激反应下,决定神经细胞命运的的机制仍然未研究清楚。最近的研究表明的内质网应激反应的强弱和相关信号通路激活的程度决定细胞最终的命运。本文研究证明衣霉素可诱导小脑颗粒神经元细胞凋亡,FGF2可显著抑制内质网应激所诱导的小脑颗粒神经元细胞凋亡。本文显示NCK1蛋白和PI3K/AKT信号通路在FGF2抵抗内质网应激所诱导的细胞凋亡中扮演重要的角色。在小脑颗粒神经元细胞中FGF2可激活PI3K/AKT信号通路,其通过影响PERK-eIF2α通路改变CHOP蛋白的表达从而抑制内质网应激诱导的小脑颗粒神经元细胞凋亡。此外,我们证明NCK-1在FGF2抵抗内质网应激所诱导的小脑颗粒神经元细胞凋亡中扮演重要的角色。在小鼠C17.2细胞中过表达NCK-1蛋白时,不仅显著抑制FGF2诱导的AKT激活和显著增加细胞内基本AKT磷酸化的程度,而且显著抑制在内质网应激时FGF2增强的eIF2α磷酸化和显著抑制在内质网应激时FGF2减弱的CHOP蛋白表达。过表达NCK1蛋白显著抑制衣霉素诱导的eIF2α磷酸化以及显著增强衣霉素诱导的CHOP蛋白表达。为进一步证明内质网应激对神经细胞生存的影响,我们设计实验系来阐明在急性和慢性内质网应激下,小脑颗粒神经元和c17.2小鼠神经干细胞应激机制。本文使用衣霉素(TM)和二硫苏糖醇(DTT)两个典型的内质网应激诱导者来模拟相应的慢性内质网应激和急性内质网应激。我们的结果显示JNK激活持续的时间是决定内质网应激下细胞存活的重要因素。在小脑颗粒神经元和c17.2小鼠神经干细胞衣霉素诱导JNK暂时性激活进而磷酸化BAD是细胞自身的保护活动,而DTT诱导JNK持续性激活诱导细胞促凋亡信号的激活。我们证明内质网应激介导的JNK通过调控MKP-1/DUSP1的表达进而调控JNK激活的状态。衣霉素和二硫苏糖醇诱导的MKP-1磷酸化和蛋白表达水平有所差异。在小脑颗粒神经元和c17.2小鼠神经干细胞产生内质网应激时,衣霉素通过诱导MKP-1丝氨酸359位点的磷酸化来增加MKP-1蛋白的稳定性的机制阐明了JNK暂时性激活以及导致细胞存活的原因。这些结果表明MKP-1通过正调控JNK- BAD信号通路来调节内质网应激诱导细胞凋亡。此外,我们证明在小脑颗粒神经元细胞衣霉素诱导GSK3β丝氨酸位点9持续性磷酸化,而DTT显著抑制GSK3β丝氨酸位点9持续性磷酸化。衣霉素通过JNK- GSK3β信号通路来调节内质网应激诱导细胞凋亡。
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【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：R363

【共引文献】