Sestrin2在鱼藤酮诱导的帕金森病细胞模型中的保护作用及机制研究

摘要

目的：
　　鱼藤酮构建帕金森病(PD)细胞模型，探究sestrin2在PD模型中的表达变化情况；研究 sestrin2的变化与自噬的相关性及自噬调控机理；sestrin2的神经保护作用研究，探究sestrin2如何通过参与帕金森标志性蛋白α-synuclein的自噬性降解和抑制caspase3的激活发挥神经保护作用。
　　方法：
　　半定量RT-PCR和Real-time实时定量PCR法检测sestrin2转录水平的变化，Western blotting检测sestrin2蛋白水平变化。使用p53的抑制剂PFT-α抑制p53，检测模型中sestrin2蛋白变化对p53的依赖性。自噬相关性探究方面，使用小干扰链 siRNA特异干扰 sestrin2蛋白的表达，检测干扰后模型细胞中自噬标志性蛋白LC3的蛋白水平变化。构建3xflag-sestrin2真核表达质粒载体，瞬时转染后检测过表达情况及过表达后对于模型中自噬底物 p62的蛋白表达水平的影响。机理研究方面，使用抑制剂Compound C抑制AMPK的活性，通过检测AMPK活性抑制后LC3的蛋白水平变化；使用小干扰链siRNA特异干扰sestrin2蛋白的表达，通过检测AMPK磷酸化激活位点Thr172的变化检测sestrin2干扰后模型中AMPK活性的变化，质粒瞬时转染后检测 sestrin2过表达对于模型中 AMPK磷酸化激活位点的影响，探明sestrin2蛋白对于AMPK激活的影响。更进一步，设计针对AMPK催化亚基α1/α2的特异小干扰链siRNA干扰AMPK，检测干扰后对于AMPK蛋白表达水平及AMPK磷酸化激活的影响；检测干扰AMPK后对于模型中LC3的蛋白水平的影响。AMPK的激活剂Metformin（甲福明）对于模型中AMPK激活的影响。AMPK的抑制剂或激活剂和 sestrin2的干扰链 siRNA共同作用，探明在sestrin2干扰后对于AMPK的重新激活或进一步抑制对于自噬标志性蛋白LC3的蛋白水平影响。神经保护作用方面，首先，对于溶酶体功能的影响；使用sestrin2特异小干扰链 siRNA干扰 sestrin2后，通过检测干扰 sestrin2后溶酶体水解酶cathepsin B和cathepsin D蛋白水平的变化探明sestrin2对于溶酶体功能的影响。其次，对于帕金森关键蛋白α-synuclein的影响：溶酶体的抑制剂 bafilomycin A1和PI3K的抑制剂3-MA抑制自噬后检测α-synuclein的蛋白水平变化情况，验证自噬对于α-synclein的降解作用；干扰和过表达 sestrin2后，检测帕金森关键蛋白α-synuclein的蛋白表达情况，探究sestrin2在α-synuclein自噬性降解中发挥的作用。再次，对于细胞活力和caspase3激活的影响：sestrin2蛋白干扰后，MTT法检测细胞活力变化；并在鱼藤酮处理24h后检测模型细胞中凋亡蛋白caspase3的激活情况。AMPK干扰后，检测模型细胞中caspase3的激活情况。检测Metformin处理后，模型细胞中caspase3的激活情况。
　　结果：
　　sestrin2转录水平和蛋白表达水平在模型细胞中显著上调。PFT-α显著抑制了sestrin2蛋白的上调，表明模型细胞中sestrin2的上调依赖于p53。自噬相关性探究方面，sestrin2的干扰显著降低了模型细胞中自噬标志性蛋白LC3 II的蛋白水平；sestrin2的过表达降低了自噬底物 P62的堆积。机理研究方面，AMPK的抑制剂Compound C显著下调了AMPK Thr172的磷酸化水平，并同时显著下调了LC3 II型的蛋白水平。sestrin2的干扰显著抑制了AMPK Thr172的磷酸化激活，而sestrin2的过表达显著上调了AMPK Thr172的磷酸化激活。AMPK的激活剂Metformin（甲福明）单独作用能够明显上调 AMPK Thr172的磷酸化水平。Metformin能够在sestrin2干扰后重新激活AMPK，并能够逆转sestrin2干扰对于模型中自噬上调的抑制。神经保护作用方面，sestrin2的干扰显著的下调了cathepsin D和cathepsin B蛋白水平。其次，对于自噬底物α-synuclein的降解，PI3K的抑制剂3-MA和溶酶体的抑制剂bafilomycin A1显著加重了α-synuclein的堆积；sestrin2的敲除显著加重了模型细胞中α-synculein的堆积，而sestrin2的过表达显著减轻了模型细胞中关键蛋白α-synuclein的蛋白堆积。再次，细胞活力和caspase3激活方面，sestrin2的干扰显著降低了模型细胞的细胞活力，并在鱼藤酮处理24h后，sestrin2的干扰显著上调了模型细胞中caspase3蛋白的激活水平。AMPK的敲除明显加重模型细胞caspase3的激活，而Metformin显著减轻了模型细胞中caspase3的激活。
　　结论：
　　1、sestrin2在帕金森病细胞模型中p53依赖性上调，sestrin2的上调参与了鱼藤酮细胞模型中自噬的诱导；
　　2、sestrin2通过对AMPK的磷酸化激活参与对自噬的调控；AMPK的磷酸化激活对于sestrin2对自噬的诱导是必须的；
　　3、sestrin2的上调很可能是通过参与α-synuclein的自噬性降解和抑制caspase3的激活在鱼藤酮PD细胞模型中发挥保护作用。

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前言

研究背景

第一部分 Sestrin2在鱼藤酮诱导的帕金森病细胞模型中上调，sestrin2的上调参与了模型中自噬的诱导

材料和方法

实验结果和分析

第二部分 Sestrin2蛋白通过AMPK的介导参与了自噬的诱导；AMPK对于sestrin2自噬的诱导是必须的。

材料和方法

实验结果和分析

第三部分 Sestrin2蛋白的上调降低了鱼藤酮对于多巴胺细胞的神经损伤

材料和方法

讨论

1 鱼藤酮处理诱导了自噬的上调，进而避免了更加严重的α-synculein的堆积。

2 AMPK的激活对于模型中sestrin2对自噬的诱导是必须的。

结论

创新点

参考文献

综述

缩写词

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