天然小分子化合物X15-2诱导细胞自噬的研究

【摘要】细胞自噬(autophagy)是指隔离膜(isolationmembrane)的双层膜组分识别并包裹细胞内待降解的错误折叠蛋白或受损细胞器,通过膜的生长融合形成自噬小体(autophagosome),自噬小体通过与溶酶体(lysosome)融合被溶酶体内的酸性蛋白水解酶降解,生成氨基酸等小分子以循环利用的过程。作为细胞内主要的降解途径,自噬从酵母到哺乳动物中高度保守。Beclin1在自噬调节中的作用已经有很多报道,最新的研究表明Beclin2也参与自噬的调节,并且能够和一些已知的Beclin1结合蛋白相互作用。但是Becin1和Beclin2是如何协同调节自噬的目前还不清楚。自噬不仅广泛存在于正常的生理过程中,而且作为一种防御机制清除入侵的病原菌,同时还参与许多病理过程,比如异常结构的降解、肿瘤的抑制等。有报道表明一些化合物能够通过诱导自噬而缓解帕金森症状。我们首先利用GFP-LC3稳定表达的HeLa细胞,通过高通量筛选的方法对一批天然小分子化合物进行筛选。发现了一种真菌来源的小分子化合物X15-2能有效诱导自噬发生,且细胞毒性较低。通过免疫荧光和westernblotting实验验证了X15-2的确能够诱导自噬。我们还发现X15-2能引起线粒体形态改变,网络状的线粒体变的破碎,同时X15-2可诱导线粒体膜电位的下降,活性氧基团(reactiveoxygensepsis,ROS)上升,ROS的上升对于X15-2诱导细胞自噬的发生是必需的,ROS的清除剂NAC可以有效抑制X15-2诱导的ROS上升及细胞自噬的发生。此外,敲减自噬关键基因Atg5能够抑制X15-2诱导的自噬；单独敲低Beclin1或者Beclin2并不影响X15-2诱导的自噬,但当Beclin1和Beclin2同时被敲低时,X15-2诱导的自噬减弱,说明X15-2诱导的自噬依赖于Atg5,并且依赖Beclin1和Beclin2。虽然X15-2能够减弱Bcl-xL与Beclin1的相互作用,但Bcl-xL和Bcl-2高表达却不能抑制X15-2诱导的自噬。因此Beclin1和Beclin2可能通过其他的方式协同调节自噬的发生。路易式小体被认为是神经退行性疾病的标志物。有报道认为路易式小体中的α-synuclein能通过自噬途径降解。促进α-synuclein自噬性降解有可能给疾病的治疗带来新的希望。因此,我们进一步检测了X15-2是否能够通过诱导自噬降解α-synucleino我们构建了一个GFP标签的α-synuclein稳定表达HeLa细胞和四环素诱导表达α-synuclein的HeLa细胞,我们发现X15-2处理能够诱导α-synuclein依赖于自噬-溶酶体途径的降解,并且这种降解是Atg5依赖的。综上所述,我们筛选到了一个能够诱导自噬的化合物X15-2,ROS在该化合物诱导的自噬中起着重要作用。X15-2诱导的自噬是依赖于Atg5和Beclin1、Beclin2的。我们还发现X15-2能够通过诱导自噬降解α-synuclein。X15-2诱导自噬的机制仍然不是很清楚,接下里我们将继续分析Beclin1和Beclin2如何协调调控细胞自噬。
【作者】薛丹凤；
【导师】陈佺；
【作者基本信息】安徽大学，细胞生物学，2014，硕士
【关键词】自噬；X15-2；Beclin1；Beclin2；α-synuclein；

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