秀麗線蟲三羧酸循環(huán)功能下調(diào)引起的UPRmt與脂肪儲(chǔ)存關(guān)系的研究.pdf

1、三羧酸循環(huán)(TCA cycle)是發(fā)生在線粒體中的重要代謝途徑。它是糖類，脂類和氨基酸的共同代謝途徑，也是糖類，脂類和氨基酸代謝的聯(lián)系樞紐。三羧酸循環(huán)是一個(gè)由一系列酶促反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)。在這一過程中乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合形成一分子的檸檬酸，然后檸檬酸經(jīng)過四次脫氫，兩次脫羧重新生成草酰乙酸。三羧酸循環(huán)中產(chǎn)生的NADH和FADH2會(huì)進(jìn)入電子傳遞鏈產(chǎn)生大量的ATP。目前越來越多的研究也表明三羧酸循環(huán)與代謝性疾病以及癌癥的發(fā)生發(fā)展息息相

2、關(guān)。
　　線粒體非折疊蛋白反應(yīng)（UPRmt）是線粒體自我保護(hù)的一種防御手段。當(dāng)線粒體中錯(cuò)誤折疊蛋白異常累積的時(shí)候，線粒體就會(huì)啟動(dòng)UPRmt將那些錯(cuò)誤折疊的蛋白降解，通過將信號(hào)傳遞給細(xì)胞核內(nèi)調(diào)控線粒體熱休克蛋白，蛋白酶等保護(hù)基因的轉(zhuǎn)錄水平從而維持線粒體蛋白的平衡。UPRmt作為新發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞內(nèi)應(yīng)激機(jī)制，與衰老、先天性免疫、神經(jīng)退行性疾病、二型糖尿病、癌癥等疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。
　　秀麗線蟲作為模式生物具有生長(zhǎng)周期短、遺傳背景

3、清楚、操作簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)。線粒體非折疊蛋白反應(yīng)的信號(hào)通路雖然首次發(fā)現(xiàn)是在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的，但是其分子機(jī)制的研究卻是在秀麗線蟲中展開的，因此我們用秀麗線蟲作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行研究。
　　線粒體是細(xì)胞的能量工廠，它與脂肪酸的合成與β氧化都密切相關(guān)。在本研究中，我們首先通過RNAi的方法篩選出三羧酸循環(huán)中aco-2或者idha-1被干擾后，能夠?qū)Ｒ恍缘脑诰€蟲的生殖腺中產(chǎn)生UPRmt，而且通過尼羅紅染色結(jié)果證明當(dāng)aco-2或者idha-1

4、被干擾后會(huì)導(dǎo)致線蟲中脂肪的積累。在秀麗線蟲中aco-2編碼的是順烏頭酸酶，在三羧酸循環(huán)中催化檸檬酸到異檸檬酸這一過程。idha-1編碼的是異檸檬酸脫氫酶的α亞基，在三羧酸循環(huán)中催化異檸檬酸到α-酮戊二酸這一步。同時(shí)我們也觀察到當(dāng)這兩個(gè)基因被干擾后其后代數(shù)目顯著減少，我們猜測(cè)aco-2或者idha-1被干擾后導(dǎo)致的脂肪積累可能與生殖腺信號(hào)通路有關(guān)，因此將生殖腺信號(hào)通路中有關(guān)基因的突變體養(yǎng)存aco-2或者idha-1干擾菌上，尼羅紅固定染色

5、結(jié)果表明pha-4(zu225)能夠恢復(fù)aco-2或者idha-1被干擾后的脂肪積累表型。因?yàn)閍co-2和idha-1是三羧酸循環(huán)中的重要基因，我們猜測(cè)當(dāng)這兩個(gè)基因被干擾后檸檬酸的含量會(huì)升高。HPLC結(jié)果證明當(dāng)aco-2或者idha-1被干擾后秀麗線蟲體中檸檬酸含量會(huì)升高，而且外源補(bǔ)充檸檬酸也會(huì)引起脂肪的積累以及產(chǎn)生UPRmt。而檸檬酸通過檸檬酸裂解酶產(chǎn)生乙酰CoA參與到脂肪酸的合成。ATFS-1，DVE-1和UBL-5作為UPRmt中