GRK在细胞周期和神经元发育中的作用

发布时间：2019-11-16 04:57

【摘要】：G蛋白偶联受体激酶(GRK)是GPCR信号通路的负性调节因子。近来的研究发现,GRK除了磷酸化受体使其脱敏外,还能与其他非受体底物结合,功能呈现多样性。GRK2和GRK5是GRK家族成员之一,我们以前的研究证明,GRK2能与EGFR形成复合物,但功能并不清楚;有研究表明,干扰GRK5表达后,分裂期细胞数目增多,但机制不清楚;在神经元发育中GRK5有阶段性高表达,但作用不清楚。本实验室干扰GRK5表达后基因芯片检测结果也显示,细胞周期以及神经元发育相关的基因有显著上调。在此基础上,本研究对GRK2在信号通路交叉对话中的功能做了探讨,并深入探索了GRK5在细胞周期以及神经元发育中的生理功能,并对其机制做了探讨。 GRK2在信号通路交叉对话中的作用研究显示:1)EGF信号刺激下,GRK2向细胞膜转位;2)EGF预处理后导致GRK2介导的阿片受体内吞增加。 GRK5对细胞周期的调控研究显示:1)在Hela细胞中干扰GRK5的表达以后,组蛋白3磷酸化阳性以及Tunel染色阳性的细胞增多,表明GRK5的下调引起分裂中期细胞增多以及细胞凋亡增加;2)采用DAPI标记染色体,β-tubulin抗体标记纺锤体,发现GRK5表达的下调导致染色体不能正常排列到赤道板,对分裂后期胞质的分裂没有影响;3)活细胞观察结果也表明,GRK5表达的下调使细胞不能正常通过有丝分裂期而进入凋亡途径。 GRK5调节神经元形态发育研究表明:1)在体外培养的海马神经元中,过表达GRK5可以诱导神经突起的生长,促进神经元的发育。当过表达GRK5激酶活性缺失突变体K215R也能促进神经突起的生长,这些结果表明,GRK5能够促进神经元突起的生长,并且这一功能不依赖于它的激酶活性。2)GRK5与actin在神经元生长锥中共定位,在体外GRK5与F-actin能互相结合,促进F-actin聚合成束,actin结合位点突变后,GRK5不能促进神经突起的生长,这些结果表明,GRK5通过促进actin的成束作用来调节神经突起的生长。3)在体外培养的海马神经元中共转GRK5以及各RhoGTPase的活性突变体后发现,Rac1以及cdc42活性缺失及RhoA的持续激活体能够抑制GRK5这一功能,表明GRK5促进神经突起长出的这一作用有Rho GTPases的参与。4)在子宫内胚胎电转实验中,用RNAi干扰GRK5的表达以后,发现迁移到皮质的神经元树突的分支和长度较对照组减少。GRK5表达下调以后对神经前体细胞的极化和迁移过程没有影响。5)在GRK5基因敲除小鼠中,海马神经元树突棘变细长,头颈比变小,形态异常。综上所述,本研究首次证明:1)GRK2介导了EGF受体信号通路对阿片受体内吞的调节。2)GRK5对细胞分裂中期染色体到赤道板的正确排列是必需的,GRK5通过维持染色体在赤道板的正确排列参与对细胞周期的调控。3)研究首次发现GRK5在神经元形态发育和维持中具有重要作用。GRK5能够促进神经元突起的生长,并且这一作用不依赖其激酶活性;GRK5通过促进actin成束作用调节神经突起的生长。本研究阐述了GRK2在信号交叉对话中的作用、GRK5在细胞周期中的作用以及GRK5在神经元发育中的作用及机制,揭示了GRK的新的功能。
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R341

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