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研究目的:
自噬-溶酶体通路(Autophagy-lysosome pathway, ALP)和泛素-蛋白酶体通路(Ubiquitin-proteasome pathway, UPS)是细胞内两条重要的蛋白降解途径,两者功能障碍会引发或加剧阿尔茨海默病( Alzheimers disease,AD)中毒性蛋白的堆积。转录因子EB(TFEB)是ALP的重要调节因子,对维持中枢神经系统(centralnervous system, CNS)的正常功能具有重要作用。RCAN1( regulator of calcineurin1)作为钙调磷酸酶( Calcineurin)的调节因子,与AD的发病机制关系密切。本实验主要目的是明确TFEB在蛋白酶体抑制所诱导ALP激活中的作用与机制;RCAN1对TFEB及自噬的调控作用。
研究方法:
1.测定TFEB半衰期:放线菌酮(Cycloheximide,CHX)100μg/ml处理SH-SY5Y细胞,不同时间点收集细胞,提取总蛋白,Westem blot检测TFEB表达量。
2.探究TFEB降解途径:蛋白酶体抑制剂MG-132按时间或浓度梯度处理细胞,提取总蛋白,Western blot检测TFEB表达量。
3.观察TFEB核转位:MG-132处理HEK293细胞24h,抽提浆核蛋白,Westernblot检测TFEB表达量;或者HEK293细胞瞬时转染GFP-TFEB24h后,MG-132分别处理0(对照组),3,6,12h,固定染色,共聚焦显微镜观察。
4.检测ALP活性:MG-132处理HEK293细胞24h,提取总RNA和总蛋白,qRT-PCR检测自噬,溶酶体相关基因LC3,LAMP1及CTSD转录水平;Western blot检测总LC3、LC3-Ⅱ及LAMP1表达量。或MG-132处理细胞24h后继续300 nMBafilomvcin A1处理4h,Westem blot检测LC3-Ⅱ表达量。
5.检测RCAN1.1L对TFEB及白噬的影响:SH-SY5Y细胞、SRNL细胞(稳转人源RCAN1,1L的SH-SY5Y细胞)培养相同时间后提取总RNA或总蛋白,RT-PCR检测TFEB转录水平,Western blot检测TFEB、p-ser142-TFEB及LC3-Ⅱ表达量。
研究结果:
1.CHX处理细胞约13.5h后,TFEB表达量减少至对照组(0h)的50%。
2.三种不同浓度的MG-132处理SH-SY5Y或HEK293细胞24h后,TFEB表达量均明显升高(*p<0.05):15μM MG-132按时间梯度处理HEK293细胞,TFEB表达量也明显升高(*p<0.05)。且两组实验中,MG-132处理组磷酸化TFEB逐渐转变为非磷酸化形式,表现为由较高分子量转变为较低分子量。
3.与对照组相比,MG-132处理组胞核中TFEB表达量显著增多(*p<0.05)。且随着时间推移,胞质中TFEB逐渐向核内转移,至12h后,绝大部分TFEB转移到核内。
4.与对照组相比,MG-132处理组LC3, LAMP1及CTSD转录水平明显升高(*p<0.05),LAMP1、总LC3及LC3-Ⅱ表达量也均明显上调(*p<0.05),且Bafilomvcin A1处理4h后会进一步上调MG-132导致的LC3-Ⅱ表达量的增多(*p<0.05)。
5.TFEB的转录水平在SH-SY5Y和SRNL细胞中无明显差异(p>0.05),但SRNL细胞中TFEB表达量明显减少(*p<0.05)。
6.与对照组相比,SRNL细胞中的p-ser142-TFEB表达量明显增多(*p<0.05)。LC3-Ⅱ表达量明显减少(P<0.05)。
研究结论:
TFEB在SH-SY5Y细胞中的半衰期约为13.5h。在HEK293和SH-SY5Y细胞中,TFEB均通过UPS降解。抑制蛋白酶体不仅可以阻断TFEB降解,而且能使其发生去磷酸化与核转位,上调自噬相关基因的表达,提示TFEB可能在蛋白酶体抑制所诱导的ALP激活中发挥重要作用。此外,RCAN1.1L在不影响TFEB转录的前提下,可以明显下调TFEB的蛋白表达量,并上调其磷酸化水平,从而抑制自噬活性。
自噬-溶酶体通路(Autophagy-lysosome pathway, ALP)和泛素-蛋白酶体通路(Ubiquitin-proteasome pathway, UPS)是细胞内两条重要的蛋白降解途径,两者功能障碍会引发或加剧阿尔茨海默病( Alzheimers disease,AD)中毒性蛋白的堆积。转录因子EB(TFEB)是ALP的重要调节因子,对维持中枢神经系统(centralnervous system, CNS)的正常功能具有重要作用。RCAN1( regulator of calcineurin1)作为钙调磷酸酶( Calcineurin)的调节因子,与AD的发病机制关系密切。本实验主要目的是明确TFEB在蛋白酶体抑制所诱导ALP激活中的作用与机制;RCAN1对TFEB及自噬的调控作用。
研究方法:
1.测定TFEB半衰期:放线菌酮(Cycloheximide,CHX)100μg/ml处理SH-SY5Y细胞,不同时间点收集细胞,提取总蛋白,Westem blot检测TFEB表达量。
2.探究TFEB降解途径:蛋白酶体抑制剂MG-132按时间或浓度梯度处理细胞,提取总蛋白,Western blot检测TFEB表达量。
3.观察TFEB核转位:MG-132处理HEK293细胞24h,抽提浆核蛋白,Westernblot检测TFEB表达量;或者HEK293细胞瞬时转染GFP-TFEB24h后,MG-132分别处理0(对照组),3,6,12h,固定染色,共聚焦显微镜观察。
4.检测ALP活性:MG-132处理HEK293细胞24h,提取总RNA和总蛋白,qRT-PCR检测自噬,溶酶体相关基因LC3,LAMP1及CTSD转录水平;Western blot检测总LC3、LC3-Ⅱ及LAMP1表达量。或MG-132处理细胞24h后继续300 nMBafilomvcin A1处理4h,Westem blot检测LC3-Ⅱ表达量。
5.检测RCAN1.1L对TFEB及白噬的影响:SH-SY5Y细胞、SRNL细胞(稳转人源RCAN1,1L的SH-SY5Y细胞)培养相同时间后提取总RNA或总蛋白,RT-PCR检测TFEB转录水平,Western blot检测TFEB、p-ser142-TFEB及LC3-Ⅱ表达量。
研究结果:
1.CHX处理细胞约13.5h后,TFEB表达量减少至对照组(0h)的50%。
2.三种不同浓度的MG-132处理SH-SY5Y或HEK293细胞24h后,TFEB表达量均明显升高(*p<0.05):15μM MG-132按时间梯度处理HEK293细胞,TFEB表达量也明显升高(*p<0.05)。且两组实验中,MG-132处理组磷酸化TFEB逐渐转变为非磷酸化形式,表现为由较高分子量转变为较低分子量。
3.与对照组相比,MG-132处理组胞核中TFEB表达量显著增多(*p<0.05)。且随着时间推移,胞质中TFEB逐渐向核内转移,至12h后,绝大部分TFEB转移到核内。
4.与对照组相比,MG-132处理组LC3, LAMP1及CTSD转录水平明显升高(*p<0.05),LAMP1、总LC3及LC3-Ⅱ表达量也均明显上调(*p<0.05),且Bafilomvcin A1处理4h后会进一步上调MG-132导致的LC3-Ⅱ表达量的增多(*p<0.05)。
5.TFEB的转录水平在SH-SY5Y和SRNL细胞中无明显差异(p>0.05),但SRNL细胞中TFEB表达量明显减少(*p<0.05)。
6.与对照组相比,SRNL细胞中的p-ser142-TFEB表达量明显增多(*p<0.05)。LC3-Ⅱ表达量明显减少(P<0.05)。
研究结论:
TFEB在SH-SY5Y细胞中的半衰期约为13.5h。在HEK293和SH-SY5Y细胞中,TFEB均通过UPS降解。抑制蛋白酶体不仅可以阻断TFEB降解,而且能使其发生去磷酸化与核转位,上调自噬相关基因的表达,提示TFEB可能在蛋白酶体抑制所诱导的ALP激活中发挥重要作用。此外,RCAN1.1L在不影响TFEB转录的前提下,可以明显下调TFEB的蛋白表达量,并上调其磷酸化水平,从而抑制自噬活性。