内质网-高尔基运输(ER-Golgi trafficking)是细胞内蛋白质质量控制系统的关键环节之一。内质网-高尔基运输障碍将导致错误折叠或过多的蛋白质在ER内聚积,从而诱发ER应激。前期研究中申请者发现tau蛋白过度磷酸化参与了ER应激的发生。Tau是一种结构蛋白,并不在ER内合成,tau蛋白过度磷酸化为什么会导致ER应激呢?申请者推测tau蛋白过度磷酸化可能通过阻滞内质网-高尔基正向运输而诱发ER应激。申请者拟利用阿尔茨海默病(AD)患者及AD转基因动物脑组织、培养的原代细胞或细胞株,运用质粒构建与转染、激光共聚焦、电镜、荧光漂白、荧光能量共振转移等多种先进技术,从ER膜上小泡形成、小泡运输、高尔基体募集及小泡对接等重要环节系统研究tau蛋白过度磷酸化对内质网-高尔基运输的影响,为深入研究tau蛋白过度磷酸化对神经元重要细胞器功能、活动的影响提供依据。
Endoplasmic reticulum stress;Golgi apparatus;tau;hyperphosphorylation;
内质网(ER)与高尔基是细胞内蛋白质质量控制系统的关键细胞器。通过体内和体外的研究,证实ER应激能通过上调BIP、激活GSK3β、促进GSK3β与tau结合而诱导tau过度磷酸化;GSK3β抑制剂能缓解ER应激诱导的tau蛋白过度磷酸化。进一步研究发现在老化过程中,海马神经元高尔基体破碎增加,高尔基基质蛋白golgin-84减少;通过RNA干扰技术降低golgin-84水平,或者干扰内质网-高尔基体之间的运输,引起高尔基体破碎的同时,也通过激活Cdk5/p35和MEK/ERK途径而诱发tau蛋白过度磷酸化。过表达golgin-84能拮抗BFA等高尔基体破碎诱导剂诱导的tau蛋白过度磷酸化。同时我们发现含tau蛋白的HEK293/tau 细胞比不含tau的HEK293/vec 细胞更能对抗thapsigargin诱导的凋亡, tau蛋白能上调PERK, eIF2 and IRE1的磷酸化水平、增加ATF6 and ATF4的剪切。结果提示tau的过度磷酸化(Thr205、 Thr231)能通过上调UPR(非折叠蛋白反应)系统缓解ER应激诱导的凋亡。