細胞自噬通過降解中心體微衛(wèi)星處的OFD1促進原纖毛的形成.pdf

1、原纖毛是真核生物中普遍存在的類似于“天線”結(jié)構(gòu)的細胞器，它能傳導(dǎo)多種胞外信號，以保證生物體的正常發(fā)育并維持機體內(nèi)穩(wěn)態(tài)。導(dǎo)致原纖毛異常的突變，會影響生物體內(nèi)多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，并引發(fā)人類多種遺傳性疾病，統(tǒng)稱為“纖毛病變性疾病”。很多與原纖毛形成相關(guān)的重要中心體蛋白和原纖毛蛋白的缺失及突變，或者上述蛋白在細胞內(nèi)的錯定位都會導(dǎo)致原纖毛結(jié)構(gòu)或功能的異常。然而迄今為止，人們對于原纖毛形成分子機制的認識還極為有限。為了更為深入地研究原纖毛的形成機理以

2、及細胞自噬途徑的生理作用，開展了本文的研究，現(xiàn)將研究思路及實驗結(jié)果總結(jié)如下:
　　(1)為了尋找細胞自噬途徑的新底物以及潛在的接頭蛋白，我們選用了最為可靠和普遍存在于哺乳動物體內(nèi)的細胞自噬分子標記LC3為誘餌蛋白，利用串聯(lián)親和純化技術(shù)分離得到包括PCM1，OFD1，Cep131在內(nèi)的多個中心體微衛(wèi)星蛋白，其中，PCM1與LC3及其同源物的結(jié)合相對穩(wěn)定;
　　(2)利用免疫共沉淀方法證實了PCM1，OFD1和LC3在細胞內(nèi)形成

3、同一個蛋白復(fù)合體，其中PCM1是OFD1定位于中心體微衛(wèi)星所必需的調(diào)節(jié)蛋白，并介導(dǎo)了OFD1和LC3的相互結(jié)合;
　　(3)在上述中心體微衛(wèi)星蛋白中，OFD1是細胞自噬的新底物，在血清饑餓誘導(dǎo)的條件下被細胞自噬途徑特異性降解;
　　(4)血清饑餓處理誘導(dǎo)中心體微衛(wèi)星分子標記PCM1與LC3的共定位，并激活細胞自噬途徑專一性降解定位于中心體微衛(wèi)星處的OFD1;
　　(5)相對于定位在中心粒遠端的OFD1，位于中心體微衛(wèi)星

4、處的OFD1的降解率更快;
　　(6)與Atg5-/-小鼠胚胎纖維元細胞相比，Atg5+/+小鼠胚胎纖維元細胞能夠形成更多更長的原纖毛，并伴隨著BBS4向原纖毛內(nèi)的高效運輸。Atg3-/-小鼠胚胎纖維元細胞與CQ處理的Atg5+/+小鼠胚胎纖維元細胞也表現(xiàn)出類似的纖毛形成缺陷，說明細胞自噬促進原纖毛形成，而中心體微衛(wèi)星處OFD1的積累是導(dǎo)致原纖毛形成受阻的原因;
　　(7)利用shRNA介導(dǎo)的OFD1基因沉默更為高效地靶向定

5、位位于中心體微衛(wèi)星處的OFD1，提高小鼠胚胎纖維元細胞形成原纖毛的能力，并促使人類乳腺癌細胞系MCF7恢復(fù)形成原纖毛的能力，再度證實定位于中心體微衛(wèi)星處的OFD1是原纖毛形成的通用抑制因子。
　　綜上所述，本研究表明，細胞自噬通過特異性降解定位于中心體微衛(wèi)星處的OFD1促進原纖毛在小鼠胚胎纖維元細胞以及人類乳腺癌細胞中的形成;首次證明細胞自噬途徑在細胞器形成過程中的重要作用，也為治療纖毛病變性疾病藥物以及抗腫瘤藥物的研發(fā)提供了重要