發(fā)布時(shí)間：2020-05-22 19:54

【摘要】：細(xì)胞自噬(autophagy)是真核細(xì)胞內(nèi)依賴溶酶體的降解和再循環(huán)系統(tǒng),是真核細(xì)胞最基本和保守的生理功能之一,在清除細(xì)胞內(nèi)錯(cuò)誤折疊蛋白、衰老細(xì)胞器,以及維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。細(xì)胞自噬還是真核細(xì)胞應(yīng)對(duì)環(huán)境應(yīng)激和脅迫刺激的基本反應(yīng)。細(xì)胞自噬異常與腫瘤、代謝綜合征、神經(jīng)退行性病變等多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),對(duì)細(xì)胞自噬分子調(diào)控機(jī)理的研究具有重要的理論和實(shí)際意義。細(xì)胞自噬的最重要特征是通過在細(xì)胞內(nèi)形成雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬泡(autophagosomes)包裹待降解底物,與溶酶體融合實(shí)現(xiàn)對(duì)自噬底物的降解。自噬泡的形成受細(xì)胞自噬誘導(dǎo)信號(hào)精確而嚴(yán)密的調(diào)控,眾多自噬相關(guān)蛋白參與其中。Sirtuin 1 (Sirtl)是定位于哺乳動(dòng)物細(xì)胞核內(nèi),活性依賴于其輔酶NAD+的組蛋白脫乙�；�。通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)多種信號(hào)通路,Sirtl參與細(xì)胞的生長(zhǎng)、代謝和衰老。近期研究提示,Sirtl的活性在細(xì)胞自噬調(diào)控中發(fā)揮重要作用,但細(xì)胞自噬時(shí)Sirtl激活的分子機(jī)制尚不明確。3-磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, GAPDH)是細(xì)胞內(nèi)高度保守和表達(dá)恒定的“管家蛋白”,通過催化3磷酸甘油醛脫氫,在糖酵解過程發(fā)揮關(guān)鍵作用。本研究中,我們發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)細(xì)胞自噬時(shí),伴隨細(xì)胞內(nèi)自噬泡的形成,定位于細(xì)胞質(zhì)中的GAPDH由細(xì)胞質(zhì)移位至細(xì)胞核。在不能形成自噬泡的Atg5-/-和AtgT-/-MEF細(xì)胞中,GAPDH仍可由自噬信號(hào)誘導(dǎo)入核,提示GAPDH入核是自噬發(fā)生中的早期事件。下調(diào)GAPDH蛋白水平或特異性阻斷GAPDH入核能顯著抑制自噬泡的形成；過表達(dá)攜帶有核定位序列的GAPDH顯著誘導(dǎo)自噬的發(fā)生,表明核內(nèi)GAPDH是細(xì)胞自噬的重要調(diào)節(jié)因子。表達(dá)缺失糖酵解活性或不能發(fā)生亞硝基化修飾的GAPDH突變體,并不影響GAPDH入核和細(xì)胞自噬水平,提示GAPDH入核及其對(duì)細(xì)胞自噬的調(diào)控并不依賴其糖酵解活性或亞硝基化修飾。同時(shí),使用AMPK腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)的小分子激活劑和抑制劑,我們證明細(xì)胞自噬過程中GAPDH的入核受AMPK活性的調(diào)控。在GAPDH入核調(diào)控細(xì)胞自噬的機(jī)制研究中,利用免疫共沉淀和GST蛋白沉降等方法,我們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞自噬時(shí),核內(nèi)GAPDH與Sirt1相互作用。下調(diào)Sirt1蛋白水平或特異性抑制Sirt1活性能顯著抑制核內(nèi)GAPDH誘導(dǎo)的自噬發(fā)生,表明Sirt1活性在細(xì)胞自噬中的必要性。進(jìn)一步的研究表明,細(xì)胞自噬時(shí)Sirt1的輔酶NAD+濃度沒有升高,GAPDH與Sirt1的結(jié)合造成Sirt1與其抑制蛋白DBC1的解離而活化�；罨腟irt1脫乙�；允上嚓P(guān)蛋白LC3等,最終誘導(dǎo)自噬發(fā)生。該研究首次鑒定出糖酵解酶GAPDH是細(xì)胞自噬的重要調(diào)控因子,在自噬信號(hào)的胞質(zhì)胞核傳遞中發(fā)揮關(guān)鍵作用。通過明確GAPDH入核激活Sirt1,我們的研究揭示了一條新的細(xì)胞自噬信號(hào)途徑。
【圖文】：

抑制有絲分裂后期的核膜紐裝（Ｎａｋａｇａｗａ邋ｅｔ邋ａｌ．，２００３）；邋ＧＡＰＤＨ與�。堑鞍祝遥幔猓插义辖Y(jié)合，調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的膜泡運(yùn)輸巧ｓｄａｌｅｅｔａｌ．，２００４）；邋ＧＡＰＤＨ還能特異逡逑性地移位到細(xì)胞核，發(fā)揮多種重要功能（圖１）。在核內(nèi)，ＧＡＰＤＨ作為Ｏｃｔｌ的共逡逑轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控Ｓ期Ｈ２Ｂ基因的轉(zhuǎn)錄（Ｚｈｅｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．，２００３）；邋ＧＡＰＤＨ可Ｗ調(diào)控ｔＲＮＡ逡逑的核輸出和維持邋ｍＲＮＡ邋巧穩(wěn)定性（Ｎａｇｙ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２０００；邋Ｓｉｎｇｈ邋ａｎｄ邋Ｇｒｅｅｎ，邋１９９３）；逡逑ＧＡＰＤＨ還能與端粒特異性的結(jié)合，調(diào)按端粒的生長(zhǎng)（Ｓｕｎｄａｒａｒａｊｅｔａｌ．，，邋２００４）。一氧逡逑化氮（Ｎ巧處理時(shí)，ＧＡＰＤＨ能發(fā)生亞硝基化修飾，通過與Ｅ３泛素連接酶Ｓｉ化１逡逑結(jié)合，移位至細(xì)胞核，激活核內(nèi)的石憸化酶ｐ３００，乙憸化ｐ５３等恥蛋白，誘導(dǎo)細(xì)逡逑胞調(diào)亡（Ｈａｒａｅｔａｌ．

＋學(xué)位論文邐邐＾邐結(jié)論逡逑所述，本文揭示了一條新的細(xì)胞自喧調(diào)控途徑，如圖２所示，自唾信號(hào)逡逑巧能量狀態(tài)調(diào)節(jié)蛋白ＡＭＰＫ，促使糖酵解酶ＧＡＰＤＨ由細(xì)胞質(zhì)移位至細(xì)逡逑合核巧的脫石就化酶Ｓｉｒｔｌ，通過使其活性抑制蛋白ＤＢＣ１解離激活Ｓｉｒｔｌ，逡逑發(fā)生。逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R363


本文編號(hào)：2676520