细胞自噬在上皮间质转化中的功能及其分子机制

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细胞内物质通过溶酶体被降解的过程叫做细胞自噬,根据物质被运输到溶酶体的方式不同又可分为巨自噬(macroautophagy)、微自噬(microautophagy)和分子伴侣介导的自噬(Chaperone Mediated Autophagy,CMA)。上皮间质样转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是在胚胎发育、伤口愈合、器官纤维化以及肿瘤转移等生理病理过程中发现的一种上皮样细胞通过特定程序转化为间质样细胞的过程。转录因子NF-κB活性及其信号通路在调节肿瘤转移以及EMT过程中发挥重要功能。本论文从研究NF-κB转录因子p65/RelA的蛋白质稳定性调控因子出发,探索自噬以及分子伴侣介导自噬在调控p65蛋白质稳定性以及EMT方面的功能。通过一系列实验,发现:  1.p65是一个新的分子伴侣介导自噬底物蛋白。分子伴侣介导自噬活性高低可以调节p65蛋白质表达量,不论是利用广谱溶酶体降解途径活性调节剂或是通过改变LAMP2A、HSC70表达水平特异性调节分子伴侣介导自噬活性,p65蛋白质表达量均能发生明显改变。进一步地,还证明分子伴侣HSC70能直接识别结合p65蛋白,并将其靶向溶酶体膜与其上的LAMP2A结合。与其他经典通过分子伴侣介导自噬降解底物蛋白一致,p65的RHD结构域上含有KFERQ样的五肽序列,介导p65被HSC70识别结合。  2.在上皮间质转化过程中p65通过分子伴侣介导自噬降解过程受到明显抑制,从而导致p65蛋白质累积和NF-κB活性升高。除了p65蛋白质累积,还发现分子伴侣介导自噬活性在间质样细胞中降低,同时伴随多种分子伴侣介导自噬底物蛋白累积。进一步,通过功能模拟以及功能回复实验证明CMA通过选择性调控p65蛋白质降解参与调节细胞EMT过程的发生以及间质样细胞表型和功能的维持。  3.除了分子伴侣介导自噬活性降低,还在基因表达谱分析的基础上,并通过一系列实验证明在多种细胞发生EMT过程中溶酶体数目减少、溶酶体相关基因转录受抑制。发现调控溶酶体相关基因合成的关键转录因子TFEB在EMT过程中表达显著降低,并初步证明TFEB表达与Snail呈现负相关,这为EMT过程中溶酶体数目和生物合成减少提供了可能机制。
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