Erbin介導(dǎo)Her2與β2-AR相互作用及參與MAPK信號(hào)通路調(diào)控的探討.pdf

1、目的:Erbin(ErbB2相互作用蛋白)是2000年Borg[1]等通過(guò)酵母雙雜交篩選鑒定的一種新的Her2相互作用蛋白,該蛋白是LAP蛋白家族成員。LAP蛋白家族成員包括腦專一性蛋白Densin-180、線蟲的Let413、果蠅的Scribble等,該家族成員N末端含有16個(gè)富含亮氨酸的重復(fù)序列LRR(leucine rich repeat)或類似LRR的結(jié)構(gòu)域,C末端含1-4個(gè)PDZ結(jié)構(gòu)域。LAP蛋白在維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通

2、路、調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育和分化等方面發(fā)揮著重要的作用[2]。研究表明,Erbin的PDZ結(jié)構(gòu)域?qū)rbB2在特定位點(diǎn)的定位或定向轉(zhuǎn)移起到重要作用。Erbin是一個(gè)多功能蛋白,可與多種蛋白發(fā)生相互作用,主要為參與細(xì)胞連接和細(xì)胞基質(zhì)趨化作用相關(guān)的蛋白。其在腦、心肌等組織中表達(dá)水平較高,通常定位于細(xì)胞膜及相鄰細(xì)胞的連接處,參與細(xì)胞極性的形成,維持上皮細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,介導(dǎo)Her2受體的細(xì)胞內(nèi)定位。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn),Erbin在多條信號(hào)通路中發(fā)揮重

3、要的作用。事實(shí)上,Erbin的生物學(xué)功能仍遠(yuǎn)未被人們所認(rèn)識(shí)。
　　 β2腎上腺素能受體(β2-AR)是G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)家族的成員,在人體不同器官、組織中分布廣泛,心肌細(xì)胞、腎臟細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、支氣管平滑肌細(xì)胞和脂肪細(xì)胞等均有表達(dá),在心血管系統(tǒng)中表達(dá)水平較高,主要作用為增強(qiáng)心肌的收縮力、收縮速率以及血管的舒張。兒茶酚胺可通過(guò)調(diào)控人體相應(yīng)組織器官的功能使機(jī)體有效應(yīng)對(duì)外界刺激,β2-AR以兒茶酚胺作為內(nèi)源性配體,可識(shí)別

4、并選擇性地與兒茶酚胺類物質(zhì)特異性結(jié)合,通過(guò)第二信使cAMP引起胞內(nèi)信號(hào)通路的活化,引起一系列生物學(xué)反應(yīng),調(diào)節(jié)、維持心臟的生理功能及血壓穩(wěn)態(tài)。兒茶酚胺-β2-AR系統(tǒng)對(duì)于維持心臟的生理功能及血壓的穩(wěn)態(tài)具有重要的作用,但是,兒茶酚胺的持續(xù)刺激引起經(jīng)典的G蛋白偶聯(lián)受體活化可導(dǎo)致心肌細(xì)胞損傷。
　　 原癌基因ErbB2/Her2是人表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)家族的重要成員,它是一種跨膜蛋白,屬于表皮生長(zhǎng)因子受體家族,在細(xì)胞增殖和分化中

5、起重要作用。它具有獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)和很高的配體非依賴活性,參與細(xì)胞的分化、增殖等過(guò)程,介導(dǎo)MAPK信號(hào)通路的活化。Her2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的異常不僅與腫瘤的發(fā)生、進(jìn)展密切相關(guān),也可以介導(dǎo)GPCR依賴的心肌功能的平衡。研究發(fā)現(xiàn),心肌細(xì)胞中Her2缺失可導(dǎo)致心肌擴(kuò)張。
　　 絲裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)是細(xì)胞內(nèi)的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。不同的細(xì)胞外刺激信號(hào)通過(guò)各自

6、的特異性受體傳遞至細(xì)胞內(nèi),觸發(fā)MAPK信號(hào)通路的活化,誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)(如細(xì)胞增殖、分化、轉(zhuǎn)化及凋亡等)。新近的研究發(fā)現(xiàn),在心肌細(xì)胞中β2-AR可與Her2發(fā)生相互作用,兒茶酚胺刺激可通過(guò)誘導(dǎo)MAPK通路活化[3],參與心肌細(xì)胞的存活,但相關(guān)作用的分子機(jī)制還不清楚。我們?cè)谇捌谘芯恐邪l(fā)現(xiàn),Erbin、Her2及β2-AR可組成分子復(fù)合物,敲低Erbin表達(dá)可明顯降低兒茶酚胺刺激誘導(dǎo)的MAPK信號(hào)通路的活化。這些結(jié)果提示,Erb

7、in可能作為支架蛋白介導(dǎo)Her2和β2-AR的相互作用[4]。
　　 本課題通過(guò)解析Erbin介導(dǎo)β2-AR與Her2相互作用的分子機(jī)制,試圖闡釋Erbin在兒茶酚胺誘導(dǎo)的MAPK信號(hào)通路活化中的調(diào)控作用,相關(guān)研究?jī)?nèi)容在國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)報(bào)道,所以本研究結(jié)果可能為心血管疾病發(fā)病機(jī)制的闡明提供新的線索。
　　 方法:
　　 1通過(guò)免疫共沉淀技術(shù)驗(yàn)證Erbin、Her2及β2-AR之間的相互作用。
　　 2利用Er

8、bin的不同突變體,通過(guò)免疫共沉淀及共聚焦顯微鏡觀察,分析Erbin與Her2、β2-AR相互作用的功能域。
　　 3利用Erbin突變體、敲低Erbin表達(dá)及β2-AR激動(dòng)劑探討:Erbin在兒茶酚胺誘導(dǎo)的MAPK信號(hào)通路激活中的作用。
　　 結(jié)果:
　　 1免疫共沉淀結(jié)果證實(shí)Erbin、β2AR及Her2可發(fā)生相互作用。
　　 2免疫共沉淀和共聚焦顯微鏡結(jié)果證實(shí)Erbin PDZ結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)β2-AR與