Rab蛋白在天然免疫及腫瘤中的功能學(xué)研究
本文關(guān)鍵詞:Rab蛋白在天然免疫及腫瘤中的功能學(xué)研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:細(xì)胞的生命活動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于生物膜體系,通過(guò)膜的動(dòng)態(tài)變化從而調(diào)控能量轉(zhuǎn)換、信號(hào)識(shí)別以及物質(zhì)運(yùn)輸?shù)然镜纳^(guò)程。目前研究表明:有多個(gè)蛋白家族參與細(xì)胞膜的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),包括:可溶性NSF粘附蛋白受體蛋白(SNARE)、衣殼蛋白(Coats)、銜接蛋白(Tethers)、動(dòng)力蛋白(Motor)和Rab蛋白。其中Rab蛋白作為一個(gè)組織和維持細(xì)胞內(nèi)膜動(dòng)態(tài)變化的核心成員,在細(xì)胞內(nèi)的囊泡形成及轉(zhuǎn)運(yùn)等各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮了重要作用。目前已知的哺乳細(xì)胞內(nèi)有超過(guò)70個(gè)Rab蛋白。通過(guò)各自的特異性的GTPase結(jié)構(gòu)域從而高度定位在專(zhuān)屬囊泡的膜表面,發(fā)揮囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)的時(shí)空調(diào)節(jié)。在鳥(niǎo)苷酸交換因子(GDP/GTP exchange factor,GEF)的作用下,GTP替代Rab蛋白結(jié)構(gòu)域上的GDP,使得Rab蛋白被激活。激活的Rab蛋白可以插入到待轉(zhuǎn)運(yùn)的細(xì)胞器的膜上,進(jìn)一步募集下游的相互作用蛋白,開(kāi)始發(fā)揮其調(diào)節(jié)囊泡運(yùn)輸?shù)淖饔。隨著研究的不斷深入,對(duì)Rab蛋白的認(rèn)知也從單純的調(diào)控囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)擴(kuò)展到了天然免疫的調(diào)節(jié),影響癌癥進(jìn)程等諸多方面。作為一個(gè)調(diào)控免疫反應(yīng)的中心指揮站,樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)通過(guò)精確調(diào)控復(fù)雜的膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)以對(duì)抗病原體和腫瘤的入侵。從外源性抗原的吞噬、降解到MHC的負(fù)載,幾乎所有的抗原呈遞過(guò)程都在內(nèi)吞相關(guān)的轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡中進(jìn)行;與此同時(shí),樹(shù)突狀細(xì)胞通過(guò)識(shí)別病原體相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular pattern,PAMP)或危險(xiǎn)相關(guān)分子模式(danger-associated molecular pattern,DAMP),觸發(fā)了多種胞內(nèi)囊泡表面的炎癥信號(hào)分子,從而分泌細(xì)胞因子或化學(xué)因子完成免疫反應(yīng)的初始化過(guò)程。毫無(wú)疑問(wèn),Rab蛋白在樹(shù)突狀細(xì)胞免疫調(diào)控的過(guò)程中發(fā)揮了重要的膜轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)作用。例如:Rab27a可以限制吞噬體的酸化并啟動(dòng)交叉呈遞;傷寒沙門(mén)菌通過(guò)拮抗Rab9而抑制抗原遞呈。因此,描繪樹(shù)突狀細(xì)胞中Rab調(diào)控的轉(zhuǎn)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)及機(jī)制將極大促進(jìn)對(duì)樹(shù)突狀細(xì)胞天然防御的認(rèn)知。為了細(xì)致的描繪樹(shù)突狀細(xì)胞中Rab蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)網(wǎng)絡(luò),我們首先構(gòu)建了51個(gè)穩(wěn)定表達(dá)e Xact-6His-Rab融合蛋白的DC2.4細(xì)胞系。通過(guò)發(fā)展了一個(gè)新的串聯(lián)親和純化(Tandem affinity purification,TAP)平臺(tái),簡(jiǎn)便高效的對(duì)每個(gè)Rab蛋白相互作用蛋白復(fù)合物進(jìn)行純化。通過(guò)液相色譜-電噴霧-串聯(lián)質(zhì)譜(liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry,LC-ESI MS)檢測(cè),最終得到1670個(gè)獨(dú)特的蛋白并和51個(gè)Rab蛋白構(gòu)成8874組相互作用蛋白對(duì)。隨后通過(guò)一個(gè)基于無(wú)偏見(jiàn)的比較指標(biāo)算法(CompPASS)給每一個(gè)相互作用蛋白賦予權(quán)重打分,最終我們獲得373個(gè)獨(dú)特的高可信蛋白(high-confidence interacting proteins,HCIPs)構(gòu)成了649組相互作用蛋白對(duì)。隨后,通過(guò)全面的蛋白質(zhì)組學(xué)分析并輔助于影像學(xué)技術(shù),我們提出了多個(gè)Rab-Rab之間的亞網(wǎng)絡(luò)功能假說(shuō)。特別的是,通過(guò)研究單核增生李斯特菌(L.monocytogenes)感染前后Rab32相互作用網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)Rab32-Phb-Phb2蛋白復(fù)合物在細(xì)菌的胞內(nèi)增殖過(guò)程中早期吞噬體的形成和細(xì)菌逃逸后的再次捕獲過(guò)程中發(fā)揮重要作用。此外,這三種蛋白在吞噬體向溶酶體過(guò)渡的過(guò)程中也是必不可少的?傊,通過(guò)系統(tǒng)性研究Rab蛋白囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)組織結(jié)構(gòu),進(jìn)而發(fā)現(xiàn)Rab32-Phb-Phb2抗微生物的重要性,為今后進(jìn)一步研究Rab蛋白的功能提供一個(gè)組學(xué)基礎(chǔ)。除了在天然免疫中發(fā)揮重要作用外,Rab蛋白也被證明參與了多種腫瘤細(xì)胞的遷移、入侵、增殖、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及藥物耐受。這種情況的發(fā)生由于Rab蛋白介導(dǎo)的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)失衡所導(dǎo)致。為此,我們研究了胃癌組織中所有Rab的mRNA水平變化,發(fā)現(xiàn)高表達(dá)Rab40b和腫瘤入侵、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及病理分期密切相關(guān),而且導(dǎo)致病人生存時(shí)間縮短。因此,我們認(rèn)為Rab40b是胃癌的一個(gè)重要預(yù)后指標(biāo)和潛在的生物治療靶點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】:Rab蛋白 串聯(lián)親和純化 質(zhì)譜 相互作用組 Rab32 Rab38 Phb Phb2 單核細(xì)胞增生李斯特菌
【學(xué)位授予單位】:第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:R392.11
【目錄】:
- 英文縮寫(xiě)一覽表5-6
- 英文摘要6-9
- 中文摘要9-11
- 第一章 前言11-14
- 第二章 Rab蛋白家族相互作用蛋白組鑒定14-34
- 2.1 材料與方法15-26
- 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果26-31
- 2.3 討論31-32
- 2.4 小結(jié)32-34
- 第三章 解析Rab蛋白參與樹(shù)突狀細(xì)胞囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律34-49
- 3.1 材料與方法34-40
- 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果40-48
- 3.3 討論48
- 3.4 小結(jié)48-49
- 第四章 Rab32-Rab38抑制李斯特菌胞內(nèi)增殖的功能研究49-68
- 4.1 材料與方法49-61
- 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果61-65
- 4.3 討論65-67
- 4.4 小結(jié)67-68
- 第五章 Rab32-Phb-Phb2調(diào)控吞噬囊泡酸化而抑制李斯特菌增殖68-83
- 5.1 材料與方法68-78
- 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果78-80
- 5.3 討論80-82
- 5.4 小結(jié)82-83
- 第六章 Rab40b在胃癌中的功能學(xué)研究83-90
- 6.1 主要實(shí)驗(yàn)材料83-86
- 6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果86-89
- 6.3 討論89
- 6.4 小結(jié)89-90
- 全文總結(jié)90-91
- 參考文獻(xiàn)91-94
- 文獻(xiàn)綜述 囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)Rab蛋白家族研究進(jìn)展94-104
- 參考文獻(xiàn)101-104
- 博士期間發(fā)表的論文104-105
- 致謝105
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