F-actin调控内吞囊泡生成及SNX-3参与内吞体分选调节机制研究

论文摘要

通过内吞作用细胞可将膜表面受体、信号分子以及营养物质等转运至胞内从而维持生命活动的正常运转。分子量以及形态各异的货物需经由不同的内吞途径进入细胞。网格蛋白依赖型内吞（clathrin-dependent endocytosis,CDE）是目前研究最为广泛及深入的内吞途径,而网格蛋白非依赖型内吞（clathrin-independent endocytosis,CIE）途径则因细胞类型和货物蛋白等因素的变化导致其研究进展相对缓慢且认识不统一。内吞后的货物通常被转运至具有分选功能的早期内吞体（early endosomes,EEs）,其后被分选至循环或者降解途径。研究人员发现CDE途径货物蛋白在胞内通常经由囊泡运输,而一些CIE途径货物则通过管状运输载体转运。内吞以及膜转运体系的精确调控发生“故障”会导致神经以及免疫系统紊乱等重大疾病。因而探究清楚内吞的作用方式,以及揭示不同内吞途径货物在胞内分选转运的调控机制有助于我们更好地理解细胞生物学以及相关疾病的发病机理。本文借助于活细胞共聚焦荧光成像技术,以拥有遗传优势及膜转运研究基础的秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans,C.elegans）为模式生物,筛选参与内吞以及内吞后分选过程中新的调控分子并探究分子间互作机制。主要研究内容与意义包括:1.研究细胞骨架调控CDE途径内吞囊泡生成的作用机制。在酵母细胞内吞过程中,质膜的内陷及剪切离不开细胞骨架F-actin的作用,然而哺乳动物细胞中网格蛋白包被小窝（clathrin-coated pits,CCPs）的剪切更多依赖于Dynamin蛋白,F-actin在多大程度上参与剪切以及其与Dynamin的互作关系尚未明确。本文工作着眼于此,借助RNAi技术对actin结合蛋白、成核促进因子以及马达蛋白等进行筛选,发现两个可以结合actin的蛋白WIP-1（WASP/N-WASP的分子伴侣WIP在线虫中同源物）以及DBN-1（F-actin结合蛋白mAbp1同源物）功能缺失导致CDE途径货物蛋白在肠细胞基底面内吞受阻。首次发现WIP-1以不依赖于WSP-1（WASP/N-WASP同源物）而是通过WH2以及CBD结构域分别与actin以及DBN-1作用的方式参与CDE。接下来本文鉴定出WIP-1以及DBN-1参与调控的F-actin与Dynamin在CCPs剪切过程中的协同作用关系,并揭示该过程中涉及的分子间较为新颖的互作界面。wip-1以及dyn-1突变均导致CCPs剪切受阻,WIP-1、DBN-1及DYN-1（Dynamin同源物）共定位在CCPs处,且WIP-1以及DBN-1稳定F-actin在CCPs的定位,actin的组装有助于DYN-1的上膜。相较于mAbp1通过SH3结构域募集Dynamin,本文的工作发现DBN-1借助ADF-H以及3CC结构域与F-actin的结合决定了DYN-1的上膜。2.探究分选蛋白Sorting nexins对CIE途径货物蛋白在EEs分选过程的调控作用。在诸多CIE类型中,关于Arf6依赖的CIE途径的研究较为广泛,然而目前对该途径货物蛋白在EEs上分选和运输调控机制的了解较为有限。含有结合PI3P的phox homology（PX）结构域的Sorting nexins（SNXs）可通过诱导内吞体膜弯曲出芽进而参与多种CDE途径货物蛋白在EEs上的分选过程。本论文对在线虫体内表达的SNX蛋白家族进行筛选,首次发现Arf6依赖的CIE途径货物蛋白在snx-3突变体肠细胞中无法从EEs被转运至基底侧循环内吞体,且被错误分选至溶酶体降解。已有较多报道显示SNX-3功能缺失导致逆向运输途径的货物蛋白被错误降解,然而目前对snx-3突变改变EEs分选机制的了解较为有限。通过考察EEs上负责调控降解途径的分子在胞内的分布变化,本文发现ESCRT组分HGRS-1（Hrs同源物）的分布特征并未受到snx-3突变的影响,然而SNX-3功能缺失导致EEA-1（EEA1同源物）更多定位在EEs上,且与CIE途径货物蛋白高度共定位。EEA-1与SNX-3存在竞争结合EEs的可能,EEA-1在snx-3突变背景下更多被募集至EEs可能扰乱了分选机制。SNX-3以不依赖VPS复合物的方式识别Arf6依赖的CIE途径货物蛋白。VPS复合物功能缺失造成CDE途径货物蛋白错误降解,而hTAC以及DAF-4等CIE途径货物在肠细胞内的分布特征并未受到vps突变的影响。VPS-35在胞内较少与hTAC共定位,而SNX-3在野生型以及VPS-35功能缺失背景下均较好定位在hTAC管状载体上。SNX-3可能通过直接或者与其他调控蛋白作用的方式识别Arf6依赖的CIE途径货物蛋白。

论文目录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 史雪盟

导师: 徐涛,张蓉颖

关键词: 内吞,内吞体分选,秀丽隐杆线虫

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 华中科技大学

分类号: Q25

DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.004731

总页数: 106

文件大小: 14276k

下载量: 38

相关论文文献

• [1].模拟失重对肺微血管内皮细胞F-actin的影响[J]. 军医进修学院学报 2009(01)
• [2].两种方法诱导形成的破骨细胞骨架F-actin比较[J]. 扬州大学学报(农业与生命科学版) 2016(01)
• [3].冬凌草甲素对胰腺癌细胞骨架蛋白F-actin的影响[J]. 中国癌症杂志 2015(01)
• [4].肿瘤酸性微环境对未成熟树突状细胞迁移能力和F-actin表达的影响[J]. 贵州医科大学学报 2020(11)
• [5].优化大鼠肺动脉平滑肌细胞骨架F-actin图像的激光共聚焦显微技术[J]. 电子显微学报 2011(01)
• [6].阿魏酸对兔主动脉血管平滑肌细胞骨架F-actin的作用[J]. 中国医药导报 2009(19)
• [7].肌纤生成调节因子-1促肌节F-actin组装引起新生乳大鼠心肌细胞肥大[J]. 转化医学杂志 2015(01)
• [8].F-actin慢生长端的盖帽蛋白:红细胞原肌球调节蛋白[J]. 生理科学进展 2011(01)
• [9].利用Lifeact法检测恶性疟原虫F-actin的研究[J]. 同济大学学报(医学版) 2014(06)
• [10].阿魏酸对兔受损窦房结细胞骨架F-actin、Vinculin的影响[J]. 世界中西医结合杂志 2015(01)
• [11].翼核果素对肝癌HepG2细胞凋亡及细胞骨架蛋白F-actin的影响[J]. 中国中医基础医学杂志 2017(06)
• [12].CD2AP突变对肾小球足细胞骨架蛋白F-actin分布的影响[J]. 上海交通大学学报(医学版) 2010(07)
• [13].急性胰腺炎大鼠胰腺细胞骨架F-actin与再生因子RegⅠ相关性研究[J]. 黑龙江医药科学 2017(03)
• [14].MCF-7细胞他莫昔芬耐药过程中F-actin细胞骨架的重构促进细胞迁移[J]. 第三军医大学学报 2013(14)
• [15].宿主细胞F-actin聚集在顶复门原虫入侵过程中的作用研究[J]. 畜牧兽医学报 2016(03)
• [16].生长抑素对大鼠胰腺腺泡细胞内骨架蛋白F-actin分布和细胞外分泌功能的影响[J]. 第三军医大学学报 2010(07)
• [17].白藜芦醇对钛颗粒诱导小鼠巨噬细胞形成的破骨细胞数量及F-actin环面积影响观察[J]. 山东医药 2020(21)
• [18].匹鲁卡品致小鼠癫痫神经元模型的建立及其F-actin、Calponin 3和ROCK2的表达[J]. 吉林大学学报(医学版) 2017(01)
• [19].组织中肥大细胞内F-actin对其不同亚型细胞分泌作用的影响[J]. 激光生物学报 2009(02)
• [20].淫羊藿苷对脂多糖诱导成骨细胞骨架F-actin损伤的保护作用[J]. 中国现代应用药学 2019(13)
• [21].益气解毒化瘀方对溃疡性结肠炎大鼠肠粘膜超微结构及F-actin蛋白影响[J]. 时珍国医国药 2017(11)
• [22].芦荟大黄素对肺癌A549细胞生长、迁移及F-actin的作用[J]. 广西医科大学学报 2017(12)
• [23].腺病毒介导的shRNA下调PTEN表达对活化肝星状细胞骨架蛋白F-actin的影响[J]. 中国病理生理杂志 2017(03)
• [24].F-actin重构对树突状细胞形态和功能影响的研究进展[J]. 中国免疫学杂志 2018(01)
• [25].人外周血CD4~+T细胞F-actin的超分辨SIM成像[J]. 华中农业大学学报 2016(01)
• [26].增强UV-B辐射对小麦叶肉细胞核内F-actin的影响[J]. 广西植物 2013(05)
• [27].PINCH1和F-actin蛋白在诱发性肝癌发生过程中的变化特点[J]. 中华临床医师杂志(电子版) 2012(23)
• [28].IL-1β对大鼠海马神经元细胞骨架蛋白α-tubulin和F-actin表达的影响[J]. 广东医学 2016(03)
• [29].ROS对系统性红斑狼疮患者骨髓MSC细胞骨架F-actin的影响[J]. 现代免疫学 2014(04)
• [30].细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白2A(CDKN2A/p16~(INK4a))在MCF7细胞中的可诱导表达并引起F-actin的重分布[J]. 细胞与分子免疫学杂志 2017(04)

标签：内吞论文;  内吞体分选论文;  秀丽隐杆线虫论文;