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红运快三计划 瑞英青年科研系列 | 第一集 DJ-1始末解偶联蛋白UCP4调节氧化答激的机制钻研

原标题:瑞英青年科研系列 | 第一集 DJ-1始末解偶联蛋白UCP4调节氧化答激的机制钻研

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是常见的中枢神经退走性疾病之一,其发病机制现在尚不清晰。氧化答激与遗传易感性之间的有关受到了普及关注。DJ-1基因突变可引首早发性常染色体隐性遗传PD,其功能丧失与氧化答激亲昵有关,然而其机制尚不相等清晰。本钻研旨在探究DJ-1是否始末线粒体解偶联蛋白4(uncoupling protein 4,UCP4)调节神经元氧化答激程度,并进一步探究其湮没机制。

在该钻研中,吾们采用了MPP 诱导的细胞模型,钻研发现,在神经元SH-SY5Y细胞系中,MPP 能够上调UCP4的外达(图1A,1B)。为了探究DJ-1对UCP4的调节作用,吾们构建了DJ-1 knockdown稳转细胞系(图1C红运快三计划,1D)。敲减DJ-1按捺了氧化答激作用下UCP4的珍惜性上调(图1E红运快三计划,1F)。为了验证细胞实验终局红运快三计划,吾们采用了DJ-1 knockout幼鼠。体内实验证实:腹腔注射MPTP促进野生型幼鼠中脑UCP4的外达,而DJ-1敲除幼鼠中脑UCP4的外达隐微矮于野生型幼鼠(Data not shown)。

图1 DJ-1 knckdown按捺MPP 诱导的UCP4外达

此外,为了进一步探究氧化答激作用下DJ-1对UCP4的调控作用,吾们构建了DJ-1过外达质粒。钻研发现,MPP 作用下,过外达DJ-1进一步促进了UCP4外达程度的添添;而过外达UCP4对DJ-1的外达无隐微影响(Data not shown)。

DJ-1的氧化状态在其抗氧化答激过程中发挥紧张作用,DJ-1第106位半胱氨酸(Cysteine106,cys106)是紧张的氧化靶点。为了探究DJ-1氧化在调节UCP4外达中的作用,吾们构建了差别的DJ-1突变质粒(C106A,C106S,E18D和E18N)。其中,DJ-1 Cys106残基从半胱氨酸突变为丙氨酸(C106A)或丝氨酸(C106S)会导致其珍惜活性丧失;同样,第18位谷氨酸残基(Glu18)被天冬氨酸取代会按捺DJ-1 Cys106氧化,导致DJ-1抗氧化活性消极(E18D);而Glu18突变成天冬酰胺则会珍惜细胞免受氧化答激毁伤(E18N)。钻研发现,MPP 诱导DJ-1氧化程度的添添,而DJ-1的过外达进一步促进了DJ-1的氧化(图2A,2B,2C和2D)。然而,与WT DJ-1相比,DJ-1 C106A(图2A),C106S(图2B)和E18D突变(图2C)按捺了DJ-1的氧化;而DJ-1的E18N突变促进了DJ-1的氧化程度(图2D)。吾们进一步探究了DJ-1氧化对UCP4外达的调节作用,钻研发现,与WT DJ-1相比,DJ-1的C106A(图2E),C106S(图2F)和E18D突变按捺了UCP4的上调;而DJ-1 E18N突变则促进了UCP4的外达(图2H),挑示DJ-1氧化参与氧化答激作用下UCP4外达的调节。

图2. DJ-1氧化调节UCP4的外达

为了探究UCP4在DJ-1抗氧化答激中的作用,吾们在DJ-1 knockdown细胞中过外达UCP4(图3A),挑示添添UCP4片面反转了DJ-1缺失引首的细胞活力的消极(图3B),线粒体膜电位的消极(图3C)以及氧化答激产物的添添(图3D,3E,3F和3G)。

图3. 添添UCP4片面拯救DJ-1缺失诱导的氧化答激毁伤

吾们前期钻研采用免疫共沉淀法,发现DJ-1与UCP4之间不存在直接相互作用。但是已知DJ-1能够行为转录共激活因子参与氧化答激调控。钻研外明,DJ-1能够调控NF-kB的基础转录,而UCP4启动子区域有NF-kB的结相符位点,所以,吾们推想DJ-1能够是始末NF-kB信号通路调控UCP4转录。吾们构建了UCP4-promoter质粒,吾们发现,DJ-1过外达能够促进UCP4基础转录及MPP 诱导的转录激活,而按捺NF-kB则降矮DJ-1诱导的UCP4转录激活,挑示DJ-1片面始末NF-kB途径调节UCP4的转录活性(Data not shown)。

总之,吾们的钻研发现DJ-1始末DJ-1氧化及片面始末NF-kB途径调节UCP4的外达参与氧化答激调控。该钻研有助于探究DJ-1抗氧化答激的新机制,为PD的发病机理挑供新的意识及能够的干预靶点。(该文章发外于Journal of Neurochemistry)

Xu S, Yang X, Qian Y, Xiao Q. Parkinson's disease-related DJ-1 modulates the expression of uncoupling protein 4 against oxidative stress. J Neurochem. 2018 May;145(4):312-322. doi: 10.1111/jnc.14297.)

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