ARF鳥苷酸交換因子BIG1定向調控ABCA1功能的分子機制

《ARF鳥苷酸交換因子BIG1定向調控ABCA1功能的分子機制》是依託中山大學，由沈曉燕擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：ARF鳥苷酸交換因子BIG1定向調控ABCA1功能的分子機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：沈曉燕
• 依託單位：中山大學

中文摘要

ATP結合盒轉運體A1 (ABCA1) 被認為是治療動脈粥樣硬化（AS）相關心血管疾病的重要靶點，它在細胞膜的定位和循環是受膜泡轉運機制精確調控的，不僅是其功能發揮的必要條件，而且對於細胞內膽固醇的正常調控和HDL的形成至關重要。根據文獻和我們的前期研究發現膜泡轉運的一個關鍵分子ARF鳥苷酸交換因子BIG1在調控細胞表面ABCA1的表達，膽固醇的外排和新生HDL的形成等方面具有重要的作用。因此我們提出BIG1可能是定向調控ABCA1功能的抗AS潛在新靶標這一假說。本項目採用細胞和動物實驗相結合，充分利用功能缺失和功能獲得技術，深入探討BIG1對ABCA1的定向轉運和循環、膽固醇外排、HDL的形成等方面的影響，以期闡明BIG1通過介導ABCA1的細胞膜定向轉運和循環周轉，調控其在膽固醇外排和HDL生成中的功能發揮這一調控機制構想，從而提出一條獨立於ABCA1轉錄機制的治療AS新途徑。

結題摘要

ATP結合盒轉運體A1（ABCA1）是膽固醇逆向轉運的關鍵分子，主要通過介導膽固醇流出，與貧脂或無脂的載脂蛋白A-I（apoA-I）結合，生成新生盤狀高密度脂蛋白，而具有抗動脈粥樣硬化（AS）的功能。ABCA1在細胞膜的定位和循環周轉是受膜泡轉運機制精確調控的，不僅是其功能發揮的必要條件，而且對於細胞內膽固醇的正常調控和HDL的形成至關重要。ARF鳥苷酸交換因子BIG1主要通過催化ARF釋放GDP，結合GTP從而激活ADP核糖基化因子（ARFs），在真核細胞內高爾基、內涵體和質膜之間的物質轉運過程中發揮重要的調控作用。我們研究發現，ABCA1轉運體與BIG1形成蛋白複合體存在大鼠肝臟分離的囊泡中，證明兩者具有直接的互動作用；而在apoE敲除鼠與阿托伐他汀治療鼠的肝臟中，兩者伴隨著血脂水平共同升高和降低，提示兩者在體記憶體在相互作用。與之前的報導一致，細胞膜的ABCA1分布與膽固醇外排水平成正相關，證實ABCA1的正常周轉在脂質代謝中的重要作用。BIG1不影響ABCA1的生成，而是調控新生ABCA1蛋白經由高爾基體轉運至胞膜的過程；BIG1干擾抑制ABCA1的內化及循環顯著減少從而減少了胞膜ABCA1水平；我們還發現BIG1對ABCA1的調控作用主要是通過活化其下游靶標ARF1蛋白實現的。在動物水平上，我們建立LV-shBIG1質粒干預小鼠高脂模型，並採用非變性梯度凝膠電泳的方法從in vivo和in vitro證明BIG1干擾可減少貧脂HDL的形成，而過表達BIG1野生型質粒增加貧脂HDL的生成，過表達BIG1功能缺失型質粒不具有這種作用。與此相應，，BIG1干擾後肝臟脂質明顯增多，SREBP1C表達顯著增加。此外，我們還發現干擾BIG1明顯抑制了LPS刺激引起的NF-κB信號通路的活化，抑制了炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α的分泌。其機制可能是通過上調了ABCA1的表達，從而減少細胞膜上脂筏的含量而實現。本項目的研究表明BIG1通過調控ABCA1的轉運在脂質代謝、HDL生成以及炎症等方面具有重要作用，有可能為AS的治療提供新的治療靶點。