【摘要】：阿爾茨海默癥(Alzheimer)是一種神經(jīng)退行性疾病,Tau蛋白引起的神經(jīng)元纖維纏結(jié)是其主要癥狀。在哺乳類中,Tau蛋白屬于微管結(jié)合蛋白(Microtubule-Associated Proteins, MAPs)家族一員,微管結(jié)合蛋白主要包括MAP 1/2, MAP2c, MAP4和Tau蛋白。微管親和調(diào)控蛋白激酶2(Microtubule-Affinity Regulating Kinases, MARK2)磷酸化微管結(jié)合蛋白,調(diào)控微管穩(wěn)定而被命名為微管親和調(diào)控蛋白激酶。MARK2磷酸化Tau蛋白以及微管結(jié)合蛋白重復(fù)區(qū)域的KXGS序列,導(dǎo)致微管不穩(wěn)定,在早期阿爾茨海默癥中這些位點(diǎn)磷酸化程度很高,伴隨著Tau蛋白累積形成神經(jīng)纖維纏結(jié)。 MARK2過表達(dá)導(dǎo)致微管破壞,甚至崩塌。在原代海馬神經(jīng)元模型中異常表達(dá)MARK2導(dǎo)致Tau262磷酸化升高,神經(jīng)元失去極性。相反,MARK2低表達(dá)促使神經(jīng)元生長出多個(gè)軸突。LKB1(Serine/threonine kinase 11)依賴的PKA(Protein Kinase A)磷酸化是早期神經(jīng)元分化主要標(biāo)志。此外,PKA還可以通過磷酸化Stathmin維持微管穩(wěn)定。鑒于PKA與MARK2執(zhí)行相似的生物學(xué)功能,提出假設(shè)PKA可能作為MARK2上游調(diào)控微管穩(wěn)定以及神經(jīng)元極化。 在原代海馬神經(jīng)元模型上,我們發(fā)現(xiàn)過表達(dá)PKA可以逆轉(zhuǎn)MARK2過表達(dá)導(dǎo)致的神經(jīng)元極化喪失。免疫組化實(shí)驗(yàn)以及免疫共沉淀均證實(shí)PKA與MARK2在細(xì)胞內(nèi)共定位以及直接相互作用。通過生物信息學(xué)預(yù)測PKA可能磷酸化MARK2絲氨酸409位。我們在分子水平上證實(shí)PKA確實(shí)磷酸化MARK2絲氨酸409位并抑制MARK2舌性。此外,在原代海馬神經(jīng)元模型上證實(shí)PKA不能逆轉(zhuǎn)MARK2S409A過表達(dá)導(dǎo)致的神經(jīng)元極化喪失。進(jìn)一步的微管功能調(diào)控研究驗(yàn)證了我們關(guān)于“PKA是負(fù)責(zé)MARK2絲氨酸409位磷酸化的上游激酶”的科學(xué)假設(shè)。 本論文通過大量的文獻(xiàn)調(diào)研,并結(jié)合現(xiàn)代生物信息學(xué)資源,提出了科學(xué)假設(shè)：蛋白激酶A可能是通過磷酸化微管親和蛋白激酶2的絲氨酸409位抑制其活性,進(jìn)而調(diào)控微管以及神經(jīng)元的功能。我們的研究為PKA/MARK2新信號通路在為軸突分化缺陷和神經(jīng)纖維纏結(jié)為特征的早期阿爾茨海默癥的治療提供新的思路。
【圖文】：

形成神經(jīng)纖維纏結(jié)，因此，MARKZ在早期神經(jīng)退行性疾。針對MARKZ在微管穩(wěn)定以及神經(jīng)元分化調(diào)控中的作用機(jī)制研疾病的致病機(jī)理探討以及治療具有重要意義。1MARKZ結(jié)構(gòu)與分布ARKZ最早是從腦中純化得到的蛋白激酶，分子量約11ODa[’]。基性，MARKZ屬于AMPK亞家族成員，AMPK家族包括AMPs(l一4)，BRsK一/2，確AKlzZ，s水122以及QsK[，]。在哺乳類動物中，要由MARKs(1一4)四個(gè)成員組成，通過選擇性剪切可以產(chǎn)生不同s結(jié)構(gòu)包括N端區(qū)、保守的激酶區(qū)、與激酶區(qū)連接的錨定區(qū)、泛素解UBA區(qū)、Spacer區(qū)域和C端區(qū)，還有一個(gè)與激酶相互關(guān)聯(lián)的KA。MARKI/2主要分布在腦、脾臟、’腎臟和肌肉中，參與大腦發(fā)育]。

MARKZ磷酸化Tau蛋白，影響微管穩(wěn)定性而參與調(diào)控神經(jīng)元極化。Banker和其同事研究胚胎海馬神經(jīng)元系統(tǒng)并且詳細(xì)地闡述了極化過程中神經(jīng)元極化變化過程。首先他們將神經(jīng)元極化過程分為5個(gè)階段(圖1.3)。第一階段，，細(xì)胞貼壁后立刻形成片狀偽足延展開來(階段1)。第二階段，細(xì)胞生長出四到五根短小的突起，一般長度為15一20林m(階段2)。這些突起間沒有明顯差異，沒有軸突與樹突的分別。第三階段，大約12一24小時(shí)后，其中一根突起開始迅速生長，長度超過其余突起數(shù)倍，并且逐漸獲得軸突的標(biāo)志性蛋白，移除樹突和胞體的特征分子。這一突起最終發(fā)育為軸突(階段3)。第四階段，而其余的突起在培養(yǎng)3一4天后才繼續(xù)開始發(fā)育形成樹突(階段4)。在第五階段
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：R749.16

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1 李紅昌;;蛋白激酶GSK3β參與對細(xì)胞遷移的調(diào)節(jié)[J];中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

2 陳f嘆

本文編號：2628561