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背景与目的:A型核纤层蛋白前体(prelamin A)经过加工成为成熟的A型核纤层蛋白(lamin A),该蛋白是细胞核纤层的重要组成成分。lamin A的正常加工成熟和在核纤层中的稳定存在,对维持稳定的核形态和染色质定位以及基因表达至关重要。lamin A的编码基因LMNA不同的突变会导致截然不同的疾病及表型,包括儿童早老症Hutchinson-Gilford progeria syndrome(HGPS)及多种其他类型疾病。在HGPS患者细胞中LMNA突变导致prelamin A的加工异常,进而出现突变蛋白progerin在细胞中堆积并引起细胞出现衰老农型。Prelamin A加工所需的金属蛋白酶Zmpste24缺失的Zmpste24-/-小鼠细胞内由于prelamin A不能被正常加工变成成熟的lamin A,导致prelamin A在胞内大量堆积,也表现出典型的早衰症状。对于异常的核纤层蛋白堆积如何导致早衰的确切机理尚不清楚。为研究这些异常的核纤层蛋白在细胞中堆积导致早衰的确切机理,本研究选择通过酵母双杂交筛选到的A型核纤层蛋白前体识别因子Narf(nuclear prelamin Arecognition factor)为对象,研究该蛋白在细胞中的定位,改变其在细胞中的袭达观察对细胞增殖、衰老等的影响,初步揭示Narf蛋白在异常核纤层蛋白引起的细胞衰老过程中的功能作用,为相关机制研究奠定基础。
方法:构建Narf-GFP融合表达质粒转染HEK293细胞,检测Narf在细胞内的定位,并检测Narf与prelamin A的荧光共定位验征两者的相互作用。运用qRT-PCR的方法检测Narf在正常和衰老细胞中的表达是否存征差异。分别在细胞内过表达和RNAi方法沉默Narf表达,采用CCK-8检测细胞增殖情况,流式细胞仪检测细胞周期和细胞凋亡,并用β-半乳糖苷酶活性检测细胞衰老,Western blotting方法检测Narf过表达和沉默细胞中lamin A/C和p53蛋白表达。
结果:荧光共定位结果显示Narf定位于细胞核,主要分布于核膜附近,过表达的Narf与prelamin A蛋白能很好地定位于核纤层,进一步证明二者存细胞内的相互作用。qRT-PCR结果表明在衰老细胞中Narf的表达明显上调。细胞中Narf过表达能抑制细胞的增殖、促使细胞停滞于G0/G1期,并导致细胞出现哀老和凋亡的现象;而Narf的沉默则能促进细胞的增殖,促使细胞渡过G0/G1期,同时对细胞凋亡以及衰老没有明显的影响。Western blotting榆测结果显示lamin A/C和p53蛋白的表达基本上不受Narf过表达和沉默的影响。
结论:Narf在细胞中与prelamin A相互作用并能共定位于核纤层,过表达Narf影响细胞增殖、周期、凋亡和衰老,但对lamin A/C和p53蛋白的表达没有显著影响。Narf如何在prelamin A加工异常导致衰老的过程中起作用还需要进一步深入研究。