【摘要】：原纖毛是真核生物中普遍存在的類似于“天線”結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器,它能傳導(dǎo)多種胞外信號,以保證生物體的正常發(fā)育并維持機體內(nèi)穩(wěn)態(tài)。導(dǎo)致原纖毛異常的突變,會影響生物體內(nèi)多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,并引發(fā)人類多種遺傳性疾病,統(tǒng)稱為“纖毛病變性疾病”。很多與原纖毛形成相關(guān)的重要中心體蛋白和原纖毛蛋白的缺失及突變,或者上述蛋白在細(xì)胞內(nèi)的錯定位都會導(dǎo)致原纖毛結(jié)構(gòu)或功能的異常。然而迄今為止,人們對于原纖毛形成分子機制的認(rèn)識還極為有限。為了更為深入地研究原纖毛的形成機理以及細(xì)胞自噬途徑的生理作用,開展了本文的研究,現(xiàn)將研究思路及實驗結(jié)果總結(jié)如下：(1) 為了尋找細(xì)胞自噬途徑的新底物以及潛在的接頭蛋白,我們選用了最為可靠和普遍存在于哺乳動物體內(nèi)的細(xì)胞自噬分子標(biāo)記LC3為誘餌蛋白,利用串聯(lián)親和純化技術(shù)分離得到包括PCM1, OFD1, Cep131在內(nèi)的多個中心體微衛(wèi)星蛋白,其中,PCM1與LC3及其同源物的結(jié)合相對穩(wěn)定；(2)利用免疫共沉淀方法證實了PCM1, OFD1和LC3在細(xì)胞內(nèi)形成同一個蛋白復(fù)合體,其中PCM1是OFD1定位于中心體微衛(wèi)星所必需的調(diào)節(jié)蛋白,并介導(dǎo)了OFD1和LC3的相互結(jié)合；(3) 在上述中心體微衛(wèi)星蛋白中,OFD1是細(xì)胞自噬的新底物,在血清饑餓誘導(dǎo)的條件下被細(xì)胞自噬途徑特異性降解；(4) 血清饑餓處理誘導(dǎo)中心體微衛(wèi)星分子標(biāo)記PCM1與LC3的共定位,并激活細(xì)胞自噬途徑專一性降解定位于中心體微衛(wèi)星處的OFD1；(5) 相對于定位在中心粒遠端的OFD1,位于中心體微衛(wèi)星處的OFD1的降解率更快；(6) 與Atg5-/-小鼠胚胎纖維元細(xì)胞相比,Atg5+/+小鼠胚胎纖維元細(xì)胞能夠形成更多更長的原纖毛,并伴隨著BBS4向原纖毛內(nèi)的高效運輸。Atg3-/-小鼠胚胎纖維元細(xì)胞與CQ處理的Atg5+/+小鼠胚胎纖維元細(xì)胞也表現(xiàn)出類似的纖毛形成缺陷,說明細(xì)胞自噬促進原纖毛形成,而中心體微衛(wèi)星處OFD1的積累是導(dǎo)致原纖毛形成受阻的原因；(7) 利用shR NA介導(dǎo)的OFD1基因沉默更為高效地靶向定位位于中心體微衛(wèi)星處的OFD1,提高小鼠胚胎纖維元細(xì)胞形成原纖毛的能力,并促使人類乳腺癌細(xì)胞系MCF7恢復(fù)形成原纖毛的能力,再度證實定位于中心體微衛(wèi)星處的OFD1是原纖毛形成的通用抑制因子。綜上所述,本研究表明,細(xì)胞自噬通過特異性降解定位于中心體微衛(wèi)星處的OFD1促進原纖毛在小鼠胚胎纖維元細(xì)胞以及人類乳腺癌細(xì)胞中的形成；首次證明細(xì)胞自噬途徑在細(xì)胞器形成過程中的重要作用,也為治療纖毛病變性疾病藥物以及抗腫瘤藥物的研發(fā)提供了重要的分子生化基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R329.2

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本文編號：2698542