【摘要】：神經(jīng)退行性疾病是一種嚴(yán)重影響老年人健康的,難以徹底根治的重大疾病。神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)部大量堆積的錯(cuò)誤折疊的異聚蛋白,會(huì)引起嚴(yán)重的神經(jīng)細(xì)胞毒性,導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞的功能發(fā)生退行性的改變。隨著時(shí)間的推移,其最終會(huì)導(dǎo)致病人運(yùn)動(dòng)或者記憶功能的障礙。泛素化-蛋白酶體降解途徑和自噬-溶酶體降解通路是哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)部存在的兩大參與蛋白質(zhì)修飾和代謝的細(xì)胞通路。細(xì)胞內(nèi)部短壽命的細(xì)胞核或胞質(zhì)溶膠蛋白主要被泛素化-蛋白酶體途徑選擇性的降解。錯(cuò)誤折疊的蛋白,尺寸較大的細(xì)胞器,長壽命的胞質(zhì)溶膠蛋白主要被自噬溶酶體降解途徑所降解。病理相關(guān)的錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)異聚體,由于難以被泛素化或者尺寸較大,很難進(jìn)入蛋白酶體的降解空腔,因此,主要被自噬所降解。細(xì)胞白噬是一種由多種自噬相關(guān)分子參與調(diào)節(jié)的,真核細(xì)胞特有的,進(jìn)化上保守的,溶酶體依賴的,降解細(xì)胞內(nèi)部錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)或者損傷細(xì)胞器的動(dòng)態(tài)的降解通路。其參與細(xì)胞命運(yùn)的決定,并與細(xì)胞的分化、發(fā)育、內(nèi)穩(wěn)態(tài)的維持等重要的生理過程相關(guān)。自噬可以加速神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)部毒性蛋白異聚體的降解,已被認(rèn)為是治療神經(jīng)退行性疾病的重要策略之一。通過遺傳學(xué)的手段或者外源添加小分子自噬誘導(dǎo)劑上調(diào)細(xì)胞的自噬水平,均能夠加速細(xì)胞內(nèi)部異聚蛋白的降解,最終在細(xì)胞、果蠅、線蟲、小鼠等細(xì)胞或者動(dòng)物水平上,延緩?fù)诵行约膊〉倪M(jìn)程。小分子自噬活化劑,雷帕霉素(rapamycin),海藻糖(trehalose),鋰鹽(lithium),利美尼定(rilmenidine),亞甲基藍(lán)(methylene blue)等均被證實(shí)能夠通過上調(diào)細(xì)胞自噬活性,促進(jìn)神經(jīng)退行性疾病相關(guān)異聚蛋白的降解。然而,由于小分子自噬誘導(dǎo)劑本身的諸多局限性,相關(guān)的研究成果還未轉(zhuǎn)化到臨床用于人類退行性疾病的治療。 納米材料獨(dú)特的理化性質(zhì)賦予其諸多神奇的功能。納米材料的小尺寸、大的比表面積,擁有宏觀納米材料所不具備的在腫瘤部位選擇性聚集的特性,因此,也被廣泛用于腫瘤的靶向診斷與治療。納米材料另一重要的生物學(xué)功能即納米材料可誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的發(fā)生。納米材料可以通過誘導(dǎo)細(xì)胞自噬,保護(hù)細(xì)胞免受自身及其他毒性的損傷,促進(jìn)細(xì)胞的存活。納米材料可以誘導(dǎo)自噬體的生成,加速細(xì)胞內(nèi)部自噬蛋白的降解。在本論文中,我們首次報(bào)道了納米材料可以通過誘導(dǎo)細(xì)胞自噬效應(yīng),加速神經(jīng)退行性疾病相關(guān)蛋白異聚體的降解。我們系統(tǒng)檢測了微波輔助合成的單分散性Eu(OH)3納米棒誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的能力,以及其促進(jìn)亨廷頓病細(xì)胞模型中異聚蛋白的降解的能力。此外,我們還對此納米晶體誘導(dǎo)自噬的機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。 第一部分,我們首先使用微波輔助一步法高效合成了均一、單分散的Eu(OH)3納米棒(europium hydroxide nanorods, EHNs),并對其進(jìn)行了詳細(xì)的表征。Eu(OH)3納米棒具有良好的生物相容性,不僅不會(huì)引起亞細(xì)胞毒性,還能提高溶酶體的降解能力。之后,我們證實(shí)了此納米晶體可在多種細(xì)胞中誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的發(fā)生。進(jìn)一步的研究結(jié)果顯示,Eu(OH)3納米晶體誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的機(jī)理是通過增多自噬體的合成,加速自噬底物蛋白p62/SQSTM1的降解。在Neuro2a以及PC12兩種常用的亨廷頓病細(xì)胞模型中,我們驗(yàn)證了Eu(OH)3納米晶體促進(jìn)異聚蛋白降解的能力。 第二部分,我們對Eu(OH)3納米晶體誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的機(jī)理進(jìn)行了深入探討。我們首先證實(shí)了Eu(OH)3納米晶體誘導(dǎo)mTOR非依賴的自噬效應(yīng)。在上調(diào)細(xì)胞自噬水平的同時(shí),我們發(fā)現(xiàn)Eu(OH)3納米晶體可以促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)部ERK1/2蛋白的磷酸化。進(jìn)一步的結(jié)果顯示,MEK特異性抑制劑U0126,在抑制Eu(OH)3納米晶體誘導(dǎo)的ERK1/2磷酸化的同時(shí),規(guī)避了其誘導(dǎo)的自噬效應(yīng)和自噬底物蛋白p62、多聚谷氨酸蛋白異聚體的降解。綜上,氫氧化銪納米棒通過ERK1/2上調(diào)細(xì)胞自噬的水平,促進(jìn)自噬底物蛋白的降解。海藻糖一類典型的mTOR非依賴的自噬誘導(dǎo)劑,已被廣泛用于神經(jīng)退行性疾病等細(xì)胞貯積病臨床前研究。本文中,我們發(fā)現(xiàn)ERK并不參與海藻糖誘導(dǎo)的自噬的調(diào)節(jié)。最后,我們發(fā)現(xiàn)Eu(OH)3納米晶體與海藻糖聯(lián)合給藥,能夠協(xié)同增強(qiáng)對亨廷頓相關(guān)異聚蛋白的降解能力。
【圖文】：

種處理聯(lián)合自唆下游抑制劑引起的LC3-II的積累大于單獨(dú)處理組，說明自暖下游降解過程并沒有受阻(圖1.2)[121]。A Bafilomycin A,二t?-S肁utoph^gosome *0 ^g Bafilomycin A,None C1 C2 ^ 如LC3-I C1 a ▲ AP synthesis Oegradatfon "clamped" by Bs*C2 a %，

本文編號：2587480