组蛋白去乙酰化酶6通过介导LC3乙酰化调控细胞自噬的机制研究

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目的:细胞自噬是真核生物细胞进化上保守的、清除错误折叠蛋白及受损细胞器的自稳机制,被血清饥饿等营养缺乏的生长环境所诱导。研究表明,自噬途径相关蛋白的乙酰化对于细胞自噬过程的调控十分重要,但是微管相关蛋白1轻链3(LC3)乙酰化调控的相关研究很少。LC3B是双层膜自噬体的关键组成成分,在自噬过程中发挥重要作用。蛋白质的乙酰化修饰是细胞调控蛋白相互作用和功能的重要方式,而LC3B的乙酰化修饰及其影响尚未见报道。因此,本研究通过分析LC3B在细胞自噬发生前后的乙酰化修饰变化,研究LC3B乙酰化调控机制,阐明LC3B乙酰化在细胞自噬过程的作用。方法:1.人宫颈癌细胞株HeLa细胞置于含10%胎牛血清的DMEM培养液中,在37oC、5%CO2的培养箱中培养。2.使用无血清的DMEM培养基诱导HeLa细胞自噬。3.使用免疫印迹方法检测LC3B的表达变化,免疫荧光法检测自噬体的形成。4.使用Tubacin处理HeLa细胞,抑制胞内HDAC6去乙酰化酶活性,检测细胞自噬的发生与否。5.免疫沉淀法纯化HeLa细胞LC3B,检测不同条件处理细胞后,胞内LC3B乙酰化修饰的变化。6.使用p62/SQSTM1作为自噬降解的标志物,检测不同条件处理细胞后,自噬降解的完成情况。7. LC3B/LAMP2抗体共染HeLa细胞后,使用激光共聚焦显微镜,观察自噬体与溶酶体的融合情况。结果:1.在血清饥饿环境下培养的HeLa细胞中,磷脂酰乙醇胺(PE)基团连接的LC3B(LC3B-II)的乙酰化修饰程度显著下降。使用溶酶体降解抑制剂氯喹处理细胞,不影响LC3B-II乙酰化水平的降低2.在正常培养环境下,使用HDAC6的特异性抑制剂Tubacin处理HeLa细胞后,LC3B-II的乙酰化水平升高。较之Tubacin单独作用组,Tubacin与血清饥饿联合处理细胞后,LC3B-II的乙酰化水平下降。敲低HDAC6后,LC3B-II去乙酰化被阻滞,说明HDAC6是LC3B-II去乙酰化的调控酶。3. Tubacin处理细胞后,p62/SQSTM1的水平升高,敲低HDAC6后,p62/SQSTM1的自噬性降解受到抑制。4. Tubacin处理细胞后,自噬体与溶酶体的融合受到阻碍。结论:1.在正常环境中培养的HeLa细胞中,LC3B-II被乙酰化修饰。血清饥饿诱导HeLa细胞发生自噬后,LC3B-II的乙酰化修饰程度发生显著下降。LC3B-II的去乙酰化受HDAC6调控,并非LC3B-II的降解而引起。2.在血清饥饿条件下,HDAC6并非唯一的、影响LC3B去乙酰化的酶。3. LC3B-II乙酰化的增加阻碍了自噬体和溶酶体的融合,下调了自噬性降解。乙酰化基团可能抑制LC3B-II与其它囊泡融合介导蛋白的相互作用,由此造成溶酶体与自噬体的隔离。
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