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Neurotrophins是一类多肽生长因子,在神经系统的各个方面都发挥着作用:神经细胞的存活、增殖、分化、髓鞘形成、凋亡、轴突的生长以及突触的可塑性等等。Neurotrophins通过结合两种受体发挥功能:Trk受体和p75NTR。Trk受体在neurotrophins刺激下,其自身的酪氨酸激酶活性被迅速激活,引起受体自我磷酸化并募集下游含有PTB和SH2结构域的信号蛋白。Shc家族蛋白是胞浆内的接头蛋白,含有CH2,PTB,CH1和SH2四个结构域。其中PTB和SH2结构域可以结合磷酸化的酪氨酸位点,使ShcD成为多种RTK(受体酪氨酸激酶)的潜在的底物。早期的研究已经证明Shc家族的ShcA,B,C都可以结合Trk受体,新发现的ShcD在神经系统高度表达。我们推测ShcD可能和Trk受体相互作用并参与了其中的信号通路。
首先,我们用酵母双杂交和Co-IP实验证明了ShcD可以和TrkA/B受体相互作用,并发现ShcD只能和野生型的TrkA/B相互作用而不能和激酶失活的突变体结合,提示二者之间的相互作用是依赖于受体激酶活性的。为了确定ShcD的哪个结构域和Trk受体相互作用,我们利用酵母双杂交实验和GSTpull-down实验将ShcD的4个结构域与Trk受体的相互作用进行了检测,发现PTB和SH2都可以结合到Trk受体上。为了鉴定ShcD的PTB结合Trk受体的具体位置,利用酵母双杂交和GSTpull-down实验经系列突变结合分析,发现并证实PTB可以结合活化的TrkA/B受体的NPQY模体。将ShcD和TrkA/B共转染进293T细胞中,ShcD可以和TrkA/B共定位,进一步在细胞的生理条件下证明了ShcD和TrkA/B的相互作用。
为了证明ShcD是否会被Trk受体磷酸化并参与到相应的信号通路。我们将ShcDCH1结构域的6个酪氨酸位点突变,将这个克隆命名为ShcD6F。将野生型的ShcD或ShcD6F突变体和TrkA/B共转染进293T细胞中,并用相应的neurotrophin处理。实验发现,neurotrophin可以促进野生型的ShcD和TrkA/B之间的相互作用并促进了ShcD的磷酸化。而ShcD6F突变体其磷酸化水平几乎检测不到,尽管其仍能和Trk受体相互作用。只有野生型而不是6F突变体的ShcD在neurotrophin刺激下可以募集Grb2。这些结果说明在neurotrophin刺激下,ShcD可以被相应的受体磷酸化并通过CH1结构域募集Grb2。
我们检测了ShcD是否参与到neurotrophin引起的信号通路。实验结果证明,293细胞中ShcD可以增强BDNF刺激时TrkB介导的MAPK的激活。同时我们构建了PC12-pEGFP-N1-ShcD的稳定克隆株。在这株细胞系里我们也发现ShcD可以促进NGF刺激时TrkA介导的MAPK的激活。
综上所述,ShcD可以以依赖于激酶活性的方式结合于Trk受体上,ShcD的PTB和SH2结构域都参与了二者之间的相互作用;并证明了ShcD可以调节neurotrophin引起的MAPK的激活。