《蛋白质二硫键异构酶的结合与糖尿病患者脂肪细胞中的线粒体应激和内质网应激相关》

  • 来源专题:重大新药创制—内分泌代谢
  • 编译者: 李永洁2
  • 发布时间:2017-05-22
  • 目的:由于葡萄糖毒素驱动的线粒体应激,糖尿病小鼠脂肪组织中富马酸的蛋白质琥珀酸增加以及在高葡萄糖中成熟的脂肪细胞中。内质网(ER)氧化还原酶蛋白二硫键异构酶(PDI)在高糖成熟的脂肪细胞中被琥珀酸化,在本研究中,我们研究了琥珀酸是否会改变PDI氧化还原酶活性,直接连接线粒体应激和ER应激。

    结果:药物靶向线粒体应激后的蛋白质琥珀酸化和ER应激标记C / EBP同源蛋白(CHOP)在脂肪细胞中以高葡萄糖浓度成熟后,化学解偶联物氯硝柳胺成为降低的趋势。 PDI在含CXXC的活性位点上由富马酸酯琥珀酸化,有助于降低酶活性。琥珀酸化的PDI降低了在高葡萄糖和db / db附睾脂肪组织中成熟的脂肪细胞中的还原酶活性,与CHOP水平升高相关。在富马酸酯敲除脂肪细胞中PDI琥珀酸增加,导致PDI氧化还原酶活性降低,CHOP水平升高和促炎细胞因子分泌增加,证实了富马酸盐水平升高对ER应激的作用。此外,PDI琥珀酸化和ER应激降低,当暴露于慢性高葡萄糖受限时,PDI还原酶活性恢复,突出了卡路里限制在脂肪细胞代谢功能改善中的重要性。

    创新:这些实验将PDI琥珀酸鉴定为将糖尿病中脂肪细胞的线粒体代谢改变为ER应激的新型生物化学机制。

    结论:目前的研究表明,线粒体代谢的早期生物化学变化对脂肪细胞应激的发展具有重要意义。

相关报告
  • 《是自噬改变了2型糖尿病患者的白细胞?》

    • 来源专题:重大新药创制—内分泌代谢
    • 编译者:李永洁2
    • 发布时间:2015-11-25
    • 自噬是否被改变的2型糖尿病(T2D)的患者的白细胞,氧化和内质网应激是否调节这一机制,这些仍然是未知的。本试验研究了103位2型糖尿病患者白细胞的代谢参数、氧化应激、染色质凝聚、内质网应激和自噬参数。与对照组相比,患者表现出葡萄糖,胰岛素,胰岛素抵抗和糖化血红蛋白(HbA1c)的增加。白细胞内,总线粒体活性氧(ROS)升高,线粒体质量降低和染色质凝聚增加(P <0.05)。 内质网应激是在糖尿病患者中,谁显示的增强葡萄糖调节蛋白78 kDa的(GRP78),磷酸化的真核翻译起始因子2,亚基1α(P-eIF2α的),并激活转录因子6(ATF6)水平(对也被激活< 0.05)。研究还观察到的Beclin 1和总活性氧之间增加了自噬标记物,微管相关蛋白轻链-3(LC3)-II和的Beclin 1(P <0.05)呈显著性正相关(r = 0.667),GRP78(R = 0.925)和P-eIF2α相关(r = 0.644)。研究结果说明,在2型糖尿病患者的白细胞中,自噬与氧化应激和内质网应激的信号通路传导有关联。
  • 《研究发现关键内质网伴侣蛋白协同自噬途径负反馈调节细胞应激反应新机制》

    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-01-10
    • 11月14日,国际学术期刊Journal of Biological Chemistry 在线发表了中国科学院上海营养与健康研究院李于研究组的研究论文“The ER-localized Ca2+-binding protein calreticulin couples ER stress to autophagy by associating with microtubule-associated protein 1A/1B light chain 3”,该研究通过动物实验和细胞实验首次发现一种内质网分子伴侣Calreticulin通过增强细胞自噬途径降解错误折叠蛋白质,从而缓解内质网应激。这一调控机制的发现为分子伴侣蛋白维持细胞内稳态的作用和机制提供了新认识。   内质网作为蛋白质加工的重要场所,其稳态对于维持蛋白质代谢平衡有至关重要的作用。内质网内未折叠或错误折叠的蛋白质的过度滞留会引起内质网应激。持续高水平的内质网应激与多种代谢性疾病的发生和进展密切相关,如肥胖、胰岛素抵抗、2型糖尿病、脂质代谢异常等。因此,维持蛋白质稳态、降低内质网应激水平可作为代谢性疾病的潜在治疗靶点。自噬作为细胞清除内质网错误折叠蛋白的重要途径之一,其与内质网应激的相互作用及其分子机制目前尚不清楚。   博士研究生杨云志和马风光等人在研究员李于的指导下,在衣霉素(tunicamycin)诱导的内质网应激动物模型及细胞模型中发现内质网伴侣蛋白Calreticulin表达上调,同时伴随细胞自噬水平增强。研究人员通过保守区域一级序列预测及蛋白质免疫共沉淀实验发现了Calreticulin可与自噬关键蛋白LC3相互作用,并确定了其与LC3相互作用的位点。在药物诱导的内质网应激条件下,Calreticulin和LC3的相互作用增强。在体外培养的HeLa细胞中过表达Calreticulin可使细胞自噬水平增强,同时药物诱导的内质网应激得到缓解;而通过shRNA敲减Calreticulin则导致内质网应激条件下自噬无法有效激活,进一步加剧了内质网应激水平。这些结果揭示了内质网分子伴侣Calreticulin通过激活自噬缓解内质网应激的分子机制,为治疗相关代谢性疾病提供了新的思路和策略。   李于长期从事糖尿病及非酒精性脂肪性肝病研究。课题组近期研究发现:新型代谢调节因子CREBZF可能是治疗非酒精性脂肪肝合并胰岛素抵抗的新靶点(Hepatology, 2018);黄连中活性成分小檗碱通过肝脏和脂肪组织间的对话机制来降低肥胖的新理论(Sun Y, et al, British Journal of Pharmacology, 2018)。   该项目得到国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金委、中国科学院和王宽诚教育基金的支持。 内质网伴侣蛋白-自噬途径负反馈调节内质网应激反应。在内质网应激(ER stress)条件下,Calreticulin受非折叠蛋白反应(UPR)的诱导表达上调,高表达的Calreticulin通过保守的LIR序列与自噬相关蛋白LC3相互作用,激活细胞自噬途径,从而降解累积的异常折叠蛋白,缓解细胞应激水平。该研究表明激活Calreticulin-自噬途径可能会成为治疗内质网应激及相关代谢疾病的新策略和靶点。