aFGF调控GSK3β-CRMP2信号通路促进突起生长在AD治疗中的分子机制研究

来源 :暨南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luzhiqing
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目的:本研究以GSK3β为靶点,通过免疫共沉淀偶联LTQ-Orbitrap蛋白组学技术筛选出与之相互作用的蛋白,来阐明aFGF14-154及其改构体(Tat-aFGF14-154)拮抗Aβ1-42诱导的神经毒性作用的分子机制,为阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的新药开发提供一定的理论基础。方法:采用Western Blotting的方法检测不同浓度的aFGF14-154、Tat-aFGF14-154对N2a-APP细胞中GSK3β蛋白表达及其磷酸化的影响,采用MTT法和Western Blotting的方法摸索GSK3抑制剂BIO的给药浓度,采用免疫荧光方法观察aFGF14-154,Tat-aFGF14-154,GSK3抑制剂BIO对Aβ1-42损伤的大鼠原代皮质神经元突起的影响。用过表达APP的细胞(N2a-APP)为模型,aFGF14-154和Tat-aFGF14-154采用最佳作用浓度作用细胞后,收取蛋白用GSK3β抗体进行免疫共沉淀(Co-IP),结合LC-MS/MS(LTQ-Orbitrap)蛋白质谱技术,鉴定与GSK3β相互作用的蛋白。采用生物信息学分析GSK3β互作的蛋白质,使用Co-IP结合Western blotting的方法验证所筛选蛋白与GSK3β之间的相互作用关系。分别用GSK3β特异抑制剂、aFGF14-154和Tat-aFGF14-154处理细胞后,以Western blotting的方法检测所筛选蛋白的表达是否有差异。用Aβ1-42处理的大鼠原代皮质神经元建立AD模型,采用Western blotting检测aFGF14-154和Tat-aFGF14-154不同处理时间对CRMP2的蛋白表达及其磷酸化水平的影响;siRNA沉默CRMP2的蛋白表达,用MTT法、Western blotting、扫描电镜和免疫荧光技术考察CRMP2蛋白在aFGF14-154和Tat-aFGF14-154拮抗Aβ1-42导致的神经元突起损伤中的关键作用。结果:(1)aFGF14-154和Tat-aFGF14-154修复被Aβ1-42损伤的皮质神经元细胞活性,促进神经元突起的再生;GSK3抑制后aFGF的神经保护作用显著减弱。(2)GSK3β总蛋白表达不变的前提下,aFGF14-154和Tat-aFGF14-154促进N2a-APP细胞中GSK3β(Ser9)的蛋白磷酸化;免疫共沉淀联合质谱技术鉴定出与GSK3β相互作用的靶蛋白,通过生物信息学、文献调研,筛选出了与神经元突起、轴突和树突发育与形成相关的蛋白(MAP1B、eEF2、CRMP2、CRAM5、PP2A B、TDP43);Co-IP联合Western blotting的方法,验证了CRMP2、CRAM5和GSK3β的相互作用;GSK3β抑制剂AR显著下调p-GSK3?的水平和CRMP5的蛋白表达,几乎完全抑制CRMP2的磷酸化水平。(3)在N2a-APP细胞中,aFGF14-154上调GSK3β(Ser9)的蛋白磷酸化的同时,抑制CRMP2(Thr514)的蛋白磷酸化,而GSK3β和CRMP2总蛋白水平保持不变;在Aβ1-42损伤的大鼠皮质神经元模型中,aFGF14-154和Tat-aFGF14-154作用24h后均可促进GSK3β(Ser9)的磷酸化,减少CRMP2(Thr514)的磷酸化,而GSK3β和CRMP2总蛋白水平仍然保持不变。(4)在Aβ1-42损伤的大鼠皮质神经元模型中,利用siRNA沉默CRMP2蛋白的表达,阻断了aFGF14-154和Tat-aFGF14-154提升细胞活力的效应,逆转了它们对突触相关蛋白SYN和PSD95的表达上调作用。细胞形态学上也显示神经元胞体和突起再度恢复到Aβ1-42损伤状态,包括扫描电镜观察到胞体皱缩、扁平,表面突起数量减少,已有的神经突起变短、中断;通过免疫荧光技术,以神经元特异性微管相关蛋白2(MAP2)表征的神经元突起长度缩短,突起间交错形成的网络状结构基本消失。结论:在体外AD细胞模型中,aFGF14-154和Tat-aFGF14-154以CRMP2为靶点,通过促进GSK3β(Ser9)的磷酸化,抑制GSK3β的活性来减少CRMP2(Thr514)的磷酸化,促进了Aβ1-42损伤的大脑皮质神经元的突起再生,从而发挥它们的神经保护作用。
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