HMGB1胞漿轉位調控多巴胺能神經元自噬的作用及機制

《HMGB1胞漿轉位調控多巴胺能神經元自噬的作用及機制》是依託華中科技大學，由黃金莎擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：HMGB1胞漿轉位調控多巴胺能神經元自噬的作用及機制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：黃金莎
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

高遷移率族蛋白1（HMGB1）是一個高度保守的DNA結合蛋白，主要存在於細胞核內，參與基因複製、轉錄和修復。我們的前期研究工作發現，在魚藤酮誘導的帕金森病（PD）模型中存在著核內HMGB1向胞漿的轉位，轉位的HMGB1與胞漿內α-synuclein以及自噬標誌分子LC3共定位，同時伴有自噬途徑的激活以及自噬小體的增多。此外，自噬抑制劑及激活劑亦直接影響HMGB1的表達，干擾HMGB1的表達會抑制細胞內自噬途徑的激活。以上研究提示PD中HMGB1的胞漿轉位與細胞自噬直接相關。但是HMGB1胞漿轉位的原因、其對自噬的影響機制仍不清楚。本項目擬在前期工作的基礎上，採用免疫共沉澱、雷射共聚焦、質譜分析、流式細胞檢測及電鏡分析等技術，深入研究HMGB1胞漿轉位的機制及其對自噬途徑的影響，闡明HMGB1在多巴胺能神經元變性死亡中的作用。

結題摘要

帕金森病的是以黑質-紋狀體系統內多巴胺能神經元選擇性變性、死亡，以及殘存神經元胞體內出現纖維性嗜酸性包涵體--路易小體（Lewy Body，LB）為主要特徵的神經退行性疾病。神經元胞漿內α-突觸核蛋白（α-synuclein, α-syn）的異常聚集是形成LB的主要原因，而黑質區多巴胺神經元細胞的選擇性死亡則與細胞內異常蛋白的堆積和細胞凋亡相關。 我們的研究工作發現，在帕金森病（PD）細胞模型中存在著高遷移率族蛋白1（HMGB1）的過表達，並與PD誘導藥物的干預有時間和劑量依賴性。此外，過表達的HMGB1出現從細胞核向胞漿內的轉位，轉位的HMGB1與胞漿內α-synuclein以及自噬標誌分子LC3共定位，免疫共沉澱試驗亦證實HMGB1與α-syn在魚藤酮誘導下形成複合體。並且，在魚藤酮作用下，細胞內過表達的HMGB1提高了LC3Ⅱ、P62的表達量，並在電鏡下觀察到自噬體增多、細胞器結構紊亂、線粒體腫脹等；而降低細胞內HMGB1的表達，LC3Ⅱ/I比值有所恢復、P62含量也降低，這提示HMGB1可以激活自噬，但並未持續激活自噬流。進一步的試驗證實，過表達的HMGB1在細胞損傷情況下會抑制Beclin1的表達，但促進Beclin1與Bcl-2的結合，抑制Beclin1-Vps34複合體的形成，導致自噬流的阻斷，抑制細胞對異常蛋白α-syn的降解，促進了包涵體的形成，這可能是HMGB1的過表達在帕金森病自噬途徑中的作用機制。我們的研究為PD的異常蛋白的聚集以及自噬途徑的變化提供了新的視角，闡明了HMGB1在PD發病中的作用，為後續藥物靶點干預帶來新的曙光。