《泛素-蛋白酶體途徑活性對白內障形成的影響》是依託中山大學，由張新愉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：泛素-蛋白酶體途徑活性對白內障形成的影響
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張新愉
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
受損蛋白質在晶狀體內蓄積是白內障的主要成因。泛素-蛋白酶體途徑(Ubiquitin-proteasome pathway,UPP)是清除受損蛋白質的主要途徑。在晶狀體中UPP活性隨年齡下降。這可能是老年晶狀體中受損蛋白質蓄積的主要原因，但尚無直接證據。若UPP活性下降確是白內障成因，提高晶狀體內UPP活性則可加速受損蛋白質降解，延長晶狀體的有效壽命。故如何提高UPP活性是目前的研究熱點。我們發現CHIP和Ubc5是UPP的主要限速酶，補充CHIP和Ubc5可加速受損蛋白質降解，在晶狀體細胞中過表達CHIP和Ubc5可促進UPP的效率。為了獲得UPP活性下降是白內障成因的直接證據，我們將利用UPP缺陷轉基因小鼠和腺病毒介導的基因導入等現代技術，抑制或促進晶狀體中UPP活性，從正反兩方面證明UPP在清除受損蛋白質，維持晶狀體透明性的重要作用。為白內障及其它年齡相關性疾病的防治提供一個新靶點。
結題摘要
泛素-蛋白酶體途徑(Ubiquitin-Proteasome Pathway, UPP)和自噬-溶酶體途徑（Autophagy-Lysosome Pathway, ALP）是真核細胞內的兩大蛋白質質量控制系統。UPP能選擇性降解細胞內的異常蛋白質；ALP則通過膜包裹形成自噬體,並與溶酶體融合形成自噬-溶酶體，利用溶酶體中的水解酶降解其包裹的內容物的方式來降解長壽蛋白、細胞器和蛋白聚合物等。近年來在對年齡相關性疾病的研究中發現這兩條途徑在蛋白質降解方面存在著相互作用關係。本項目通過對晶狀體上皮細胞和視網膜色素上皮細胞中UPP和ALP的相互作用的研究，初步探索了兩者相互作用的機制及其在年齡相關性眼病發病中所起的作用。 1、 研究抑制UPP活性對ALP功能的影響。通過MG132來抑制UPP的活性，發現UPP活性受抑制後細胞中蛋白質聚集物顯著增多，ALP通過自噬作用活性標誌蛋白LC3和溶酶體成分LAMP1的表達增高得到激活，增強了對蛋白質聚合物的清除，從而部分代償了UPP抑制後的蛋白質質量控制作用。同時泛素樣結合蛋白p62的表達量增高，提示p62參與了UPP抑制後對自噬作用的誘導。 2、研究抑制ALP活性對UPP功能的影響。通過氯喹來抑制ALP的活性，發現溶酶體活性受到抑制後UPP的活性也受到抑制，大量的高分子量泛素化蛋白質聚集物在細胞內沉積，蛋白酶體的胰蛋白酶樣活性下降,而蛋白酶體的兩個亞基S5a和PSMB5的表達水平並沒有下降，提示ALP抑制引起UPP功能抑制/失活。ALP抑制後，p62的表達量也相應增高，提示p62在UPP和ALP兩大系統中可能起到橋樑的作用，其作用機制可能是攜帶泛素化蛋白進入溶酶體中進行降解。UPP和ALP之間的相互作用並非簡單的互補作用。當UPP活性受到抑制時，ALP的活性會相應增強，從而部分補償UPP的蛋白質清除功能，而當ALP受損時，UPP的活性不增反降,UPP無法代償ALP功能的原因可能是其無法降解高分子量的蛋白聚積物。由此可見，ALP功能下降比UPP功能下降對細胞的損害更為顯著。因此，在衰老的細胞中，通過某些方法，如重新恢復溶酶體中的酸性pH值等，可提高ALP的活性，從而有效緩解由於UPP活性隨年齡降低而導致的廢舊蛋白清除效率降低引起的異常蛋白聚積，為年齡相關性眼病的防治提供新的思路。
