Pin1激活p53线粒体转位在热打击诱导血管内皮细胞凋亡中的分子机制

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研究背景和目的:前期研究发现,在热打击诱导血管内皮细胞损伤中,ROS通过诱导p53快速线粒体转位激活了线粒凋亡信号(p53转录非依赖信号)。既往研究表明,Pin1可以通过特异性结合p53磷酸化位点而调控p53的功能。基于此,本研究拟探讨Pin1作为ROS和p53转录非依赖凋亡信号的中间环节在热打击后血管内皮细胞凋亡中的重要作用,为揭示热打击血管内皮细胞损伤的机制和临床重症中暑的防治提供实验依据。主要方法和结果:1.热打击通过p53转录非依赖信号诱导血管内皮细胞凋亡从野生型和p53基因敲除(p53KO)小鼠分离主动脉内皮细胞(mice aortic endothelial cells,MAEC),获得 MAEC p53+/+和 MAEC p53-/-细胞,并构建MAEC p53核输入位点突变细胞模型(MAEC p53NLS细胞),发现热打击后MAEC p53+/+和MAEC p53NLS细胞中p53迅速移位至线粒体,继而激活线粒体凋亡信号,诱导细胞广泛凋亡。进一步通过体内实验研究发现热打击野生型小鼠可诱导主动脉内皮组织细胞p53移位至线粒体并激活了线粒体凋亡通路,而热打击p53KO小鼠显示线粒体凋亡通路被明显抑制。2.Pin1通过与p53 Ser46磷酸化位点结合调控热打击后p53转录非依赖信号热打击诱导了 p53 Ser 46磷酸化,血管内皮组织和细胞中Pin1表达和活性增高,且与p53存在相互作用。MAEC p53+/+细胞过表达或干扰Pin1,可以促进或抑制热打击后p53的线粒体转位。使用Pin1抑制剂Juglone预处理野生型小鼠,可明显抑制热打击后p53转录非依赖信号介导的内皮组织细胞凋亡。此外,热打击激活了 H1299 p53NLS细胞(H1299 p53-/-细胞转染p53核输入位点突变体质粒)p53转录非依赖信号,与热打击后血管内皮细胞凋亡通路激活存在一致性;H1299 p53NLS细胞单一突变p53 Ser46磷酸化位点,可以抑制热打击后p53转录非依赖信号,即使过表达Pin1也不能发挥其介导的p53促凋亡作用。3.ROS作为上游信号参与热打击后Pin1/p53转录非依赖途径介导的血管内皮细胞凋亡热打击诱导了 MAEC p53+/+细胞线粒体ROS(O2-·)升高以及主动脉内皮组织的氧化应激反应,MAEC p53+/+细胞过表达MnSOD或使用O2-·抑制剂MnTBAP预处理动物后,可以抑制热打击诱导Pin1的表达活化、p53线粒体转位以及线粒体凋亡信号。结论:1.热打击激活了 p53转录非依赖信号,敲除p53基因可以减轻热打击引起的血管内皮组织损伤和细胞凋亡。2.热打击过程中,Pin1通过与p53 Ser46磷酸化位点结合,促进p53线粒体转位,激活线粒体凋亡通路而导致细胞凋亡。3.ROS(O2-·)作为最上游信号,通过增强Pin1与p53的相互作用,促进p53的线粒体转位,继而引起血管内皮组织损伤和细胞凋亡。
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