去泛素化酶USP7通过泛素化和自噬调控果蝇衰老

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衰老是一种不可避免的生物学现象,其特征是机体生理完整性的逐渐丧失,导致细胞功能受损。随着衰老的加剧,许多与衰老相关的疾病发病率增加,所以非常有必要对衰老的机制进行深入研究,为衰老和抗衰老研究奠定基础。泛素特异性蛋白酶USP7是一种去泛素化酶,已经有报道发现USP7的多种生物学功能,包括通过p53途径参与肿瘤癌症发生发展、参与细胞周期过程等,但其在衰老中的作用及机制调控研究还不明确。USP7作为去泛素酶,去除底物泛素化,参与维持生物体内蛋白稳态,而蛋白稳态的丧失正是衰老的标志之一,所以研究USP7调控衰老对于衰老的机制研究很有必要。因此,本实验以果蝇为模式动物来研究d USP7调控衰老的相关分子机制,主要的研究结果如下:1.在果蝇全身和肠道特异性敲低dusp7基因的表达,均能明显缩短果蝇的寿命,全身敲低果蝇寿命缩短幅度为28.9%,肠道敲低果蝇寿命缩短幅度为13.3%。敲低dusp7基因后,果蝇的爬行能力,肠道的完整性显著降低,肠道菌群恶性增殖,说明果蝇肠道相关功能明显下降。此外,敲低duap7基因后,果蝇的抗氧化能力、抗饥饿能力和热刺激耐受力与对照相比明显降低。通过蛋白印迹实验,我们发现在敲低dusp7后果蝇体内的泛素化蛋白水平异常增加,而自噬相关蛋白表达则明显降低。结果表明泛素特异性蛋白酶d USP7主要通过调控体内的蛋白稳态维持果蝇正常寿命。2.在敲低dusp7基因的果蝇食物中添加一种塞来昔布的衍生物2,5-二甲基塞来昔布(DMC)后果蝇寿命恢复了6.3%左右,且部分挽救了果蝇的爬行能力,抗压能力和肠道功能,但不能提升果蝇的抗氧化能力。实验发现使用DMC处理dusp7基因敲低果蝇后,体内的蛋白泛素化水平表达明显降低,而自噬相关蛋白表达显著增强,自噬相关基因表达增强。结果表明DMC可以通过恢复蛋白稳态来部分恢复敲低dusp7基因果蝇寿命。
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