內生性亨廷頓相關蛋白40在細胞壓力中的角色

Translated title of the thesis: Roles of endogenous HAP40 in cellular stresses
  • 黃 子瀚

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

亨廷頓舞蹈症(Huntington’s disease)是因為huntingtin(Htt)基因exon1中的CAG不正常增長 所造成的一種顯性神經退化性疾病 其主要病徵為突變的亨廷頓蛋白(huntingtin)會不正常的聚集堆積在神經元中。亨廷頓蛋白能夠與多種蛋白質有交互作用已調控細胞中的作用機制。已知亨廷頓相關蛋白40會和亨廷頓蛋白結合,調控早期內噬體在微管上的運輸。在Hdh140Q/140Q亨廷頓舞蹈症模式小鼠中發現亨廷頓相關蛋白40蛋白表現量會顯著下降,在實驗室先前研究中發現,STHdhQ111/Q111和大鼠轉殖ST14A-120Q細胞中,亨廷頓相關蛋白40表現量都會有顯著的降低,目前對於亨廷頓相關蛋白40詳細作用機制仍不清楚。亨廷頓舞蹈症會對不同胞器造成損害,並使其?能失調,導致各種細胞壓力的生成。目前細胞壓力分為內質網壓力、高基氏體壓力以及氧化壓力三種。一旦內質網裝載過多的未摺疊蛋白質以及錯誤摺疊的蛋白質,便會產生內質網壓力,細胞會去活化未摺疊蛋白質反應(unfolded protein response UPR) 以應付蛋白質折疊的改變。當高基氏體受到損害,會使高基氏體蛋白質ACBD3表現量顯著增加並且廣泛分布細胞質中,引起高基氏體壓力。粒線體中ROS的含量平衡受到破壞,便會產生氧化壓力(oxidative stress),破壞粒線體的動態平衡,加速細胞老化速度,甚至直接導致細胞死亡。當粒線體受到嚴重的氧化傷害,會藉由動態平衡機制,經由連續的分裂(fission)和融合(fusion)相互作用,用以維持粒線體細胞型態,回復或是移除受損的胞器。在本篇論文我們探討內生性亨廷頓相關蛋白40在HD造成不同細胞壓力過程中扮演的角色。首先在Neuro2a細胞中處理能夠誘導不同細胞壓力的藥物。實驗結果發現在藥物誘導內質網壓力和高基氏體壓力情況下,會使亨廷頓相關蛋白40表現量顯著下降,氧化壓力對亨廷頓相關蛋白40表現量則沒有顯著影響。接著利用knockdown shRNAs來降低內生性亨廷頓相關蛋白40在細胞中的表現量進行研究。結果發現亨廷頓相關蛋白40不會誘導內質網壓力生成。另外降低內生性亨廷頓相關蛋白40表現量,會影響高基氏體型態,增加高基氏體擴散的比例。PHB是一由PHB1和PHB2組成的二聚體,鑲嵌在粒線體膜上的蛋白質,具有調控粒線體DNA表現的?能。研究指出在MEFs、HeLa和肌肉細胞中,降低PHB表現量,會造成粒線體分裂。另外文獻說明,STHdhQ111/Q111相較於STHdhQ7/Q7細胞,會增加粒線體分裂,使粒線體融合?能受損。而實驗室先前研究發現大鼠轉殖ST14A-120Q細胞中,亨廷頓相關蛋白40和PHB1表現量會有顯著的下降。因此我們推論降低內生性亨廷頓相關蛋白40可能會對粒線體動態平衡產生影響,結果發現降低內生性亨廷頓相關蛋白40表現量會使粒線體分裂比列顯著增加,並且影響粒線體分裂與融合機制相關蛋白表現量。進一步研究發現,降低內生性亨廷頓相關蛋白40表現量會影響電子傳遞鏈相關蛋白表現量,導致細胞中ATP濃度變化。在降低內生性亨廷頓相關蛋白40表現量並且同時過度表現PHB1或是HttQ23F則能夠改善粒線體分裂的情況。進一步研究內生性亨廷頓相關蛋白40在細胞中的生理?能,發現降低內生性亨廷頓相關蛋白40影響細胞訊號傳遞,能夠抑制Akt路徑,活化JNK路徑。另外,過度表現亨廷頓相關蛋白40會增加MG132生成的聚集體,亨廷頓相關蛋白40可能影響聚集體降解錯誤折疊蛋白質作用機制。最後我們想進行蛋白質結晶實驗,藉以獲得亨廷頓相關蛋白40蛋白結晶結構,而在進行GST-hHAP40純化實驗過程中,發現hHAP40會和粒線體蛋白質OmpF產生交互作用。
Date of Award2015 Aug 12
Original languageChinese
SupervisorLu-Shiun Her (Supervisor)

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內生性亨廷頓相關蛋白40在細胞壓力中的角色
子瀚, 黃. (Author). 2015 Aug 12

Student thesis: Master's Thesis