《磷酸肌醇在纖毛和多囊腎形成中的作用及機制研究》是依託同濟大學，由曹瑩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：磷酸肌醇在纖毛和多囊腎形成中的作用及機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曹瑩
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
磷酸肌醇在維持細胞正常的生理功能中起著非常重要的作用。纖毛類疾病Joubert綜合徵的致病基因之一INPP5E編碼磷酸肌醇-5-磷酸酶蛋白E，因此將磷酸肌醇信號與纖毛生成聯繫起來，但是其機制並不清楚。我們前期的研究發現了Inpp5e調節纖毛生成的機制，即Inpp5e通過抑制PI(3,4,5)P3從而維持PI(4,5)P2在細胞頂端分布，而PI(4,5)P2會依次招募Ezrin、F-actin和纖毛基體到頂端，從而協助纖毛生成。根據這個理論，我們用PI(3,4,5)P3的抑制劑ly294002成功地挽救inpp5e敲降所引起的分子水平和細胞水平的缺陷。我們將進一步檢測磷酸肌醇的空間分布以及其所介導的Akt信號通路在其他基因突變引起的joubert綜合徵中的作用及機制，通過研究Inpp5e以及Pip5k1闡明PI(4,5)P2頂端定位的機制，並為Joubert綜合徵的治療提供新的思路。
結題摘要
纖毛是重要的亞細胞器，廣泛分布於脊椎動物的每個細胞中，起感知周圍環境中的物理和化學信號的作用，介導多個信號通路。其結構和功能的缺失會導致嚴重的發育異常和疾病——纖毛類疾病，累及多個器官，包括耳、眼、鼻、腦、心臟、腎臟、肝臟等，目前尚無有效的療法。我們利用斑馬魚，通過構建JBTS綜合徵致病基因inpp5e的突變體並分析其表型，發現其編碼的磷酸肌醇去磷酸化酶Inpp5e的作用機制，並揭示了其相關的兩個磷酸肌醇PI(4,5)P2和PI(3,4,5)P3在纖毛形成以及阻止多囊腎發生中的作用。我們證明了Inpp5e通過抑制PI(3,4,5)P3，從而維持PI(4,5)P2在上皮細胞頂面的分布，後者進一步招募Ezrin、F-actin，促進纖毛基體在細胞頂面的定位，從而促進纖毛形成。進一步的分析表明，頂面的PI(4,5)P2是由磷酸肌醇激酶Pip5k1a催化PI4P形成的。我們的研究揭示了PI(4,5)P2在細胞頂面的分布是纖毛形成和抑制多囊腎產生所必需的，並且闡釋了這一定位的形成和維持機制。根據這一機制，我們抑制PI(3,4,5)P3以維持頂面的PI(4,5)P2，發現可以挽救inpp5e突變所導致的纖毛生成缺陷和多囊腎的表型，為JBTS的治療提供了新的思路。綜上，我們發現了（1）PI(4,5)P2細胞頂面的分布在纖毛形成和抑制多囊腎產生中的重要作用；（2）PI(4,5)P2細胞頂面的分布的形成和維持分別由Pip5k1和Inpp5e實現；（3）抑制PI(3,4,5)P3以維持頂面的PI(4,5)P2，可以挽救inpp5e突變所導致的纖毛生成缺陷和多囊腎的表型，從而為JBTS的治療提供了新的思路。
