目的对登革病毒-2(DENV-2)感染人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的差异磷酸化蛋白质进行分析以及初步探究DENV-2感染的可能致病机制。方法实验设置DENV-2感染HUVEC组和HUVEC空白对照组,每组3个重复。收集细胞沉淀后,利用SDT裂解法获取蛋白质,通过串联质谱标签(TMT)法对磷酸化蛋白质进行定性与定量分析,对鉴定到的差异磷酸化蛋白质进行氨基酸保守基序分析、亚细胞定位分析、蛋白质结构域分析、GO富集分析、KEGG通路分析和蛋白质互作(PPI)等生物信息学分析。利用Western blot检测JUN、MAP2K2和AKT1磷酸化蛋白的表达。结果共检测到1385个差异蛋白质上的2918个修饰肽段,其中有1346个修饰肽段显著上调(FC>1.2,P<0.05),1572个修饰肽段显著下调(FC<0.83,P<0.05)。氨基酸保守基序分析共获得49个磷酸化保守基序。蛋白质结构域分析中富集到的差异磷酸化肽段最多是RNA识别基序、蛋白激酶结构域和PH结构域。通过亚细胞定位分析发现差异的修饰肽段主要定位在细胞核和细胞质中。GO富集和KEGG通路分析结果显示差异肽段主要在刺激反应的调节、含核碱基的小分子生物合成过程、吞噬体和白细胞跨内皮迁移处富集。对上调和下调的差异磷酸化蛋白分别进行蛋白质互作—KEGG联合分析,结果发现上调和下调的差异磷酸化蛋白质共富集到15条通路,且通过Western Blot检测与自噬途径相关的3个差异磷酸化蛋白质即JUN、MAP2K2和AKT1的表达,结果显示DENV-2组与空白组相比,p-JUN表达显著下调(1.48±0.01 vs 1.23±0.01,P<0.0001);p-AKT1表达显著上调(0.87±0.02 vs 1.01±0.01,P<0.001);p-MAP2K2表达显著上调(1.10±0.02 vs 1.29±0.05,P<0.01)。结论DENV-2感染HUVEC存在较多差异表达蛋白,p-JUN的下调、p-MAP2K2和pAKT1的上调提示3个能够调节自噬的磷酸化蛋白可能与DENV-2感染机制有关。
砷是一种自然环境中广泛存在的非金属元素[1]。人类在自然环境和工业活动中长期接触受砷污染的水、空气和食物而中毒,造成组织器官损伤、甚至癌变。此外,砷引起神经系统损害也受到人们越来越多的关注[2]。但目前砷引起神经损伤的具体机制仍不是十分明确。Hippo信号通路是一条在进化上高度保守的激酶级联信号通路,主要控制器官大小、组织稳态和组织再生[3]。本课题组已经证实,NaAsO_(2)可通过激活Hippo信号通路,诱导PC12细胞凋亡。突触后致密蛋白95(post synaptic density protein,PSD95)、突触素蛋白(synaptophysin,SYN)作为神经突触功能相关蛋白,其表达和缺失在神经系统疾病中十分重要[4]。因此,本实验在前期研究的基础上探讨Hippo通路是否参与NaAsO_(2)对PC12细胞活性、形态以及PSD95、SYN神经突触相关蛋白表达的影响。
目的通过NHE1基因敲除模型鼠的海马组织差异蛋白质组学分析,发现并明确Ppp3cb和Ppm1g的表达特征。方法①选取6只2周龄NHE1基因敲除模型鼠作为模型组,同周龄野生型小鼠6只作为对照组,采用琼脂糖凝胶电泳检测其基因型;应用旷场实验和强迫游泳实验对模型组和对照组小鼠进行行为学评估,并按照Racine评分标准对模型鼠进行癫痫发作分级;②通过串联质谱分析技术对模型组和对照组的海马组织进行差异蛋白筛选,基因本体论(Gene Ontology Analysis,GO)分析差异蛋白并进行注释和富集,蛋白网络数据库(search tool for the retrieval of interesting genes,STRING)分析差异蛋白之间的蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI);③应用qPCR和Western blot检测Ppp3cb和Ppm1g的转录和翻译水平,应用免疫组织化学技术分别观察其在组织中的表达量。结果①模型组小鼠NHE1基因未见表达,旷场实验中模型鼠的运动总距离较对照组减少(P=0.0073),跨越的格子数比对照组显著减少(P<0.0001)。强迫游泳实验结果显示,模型鼠不动的时间明显延长(P<0.0001);②以表达倍数(FC)≥1.2倍且P<0.05为筛选标准,检测到海马组织中845个差异表达的蛋白质点,其中有9个蛋白表达上调,7个蛋白表达下调。其中Ppp3cb下调,Ppm1g上调。GO功能注释结果表明,NHE1敲除后,分子功能(MF)富集在蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性的差异最显著,细胞成分(CC)富集在质膜部分的差异蛋白数量最多,生物过程(BP)富集在负向调节生物过程、免疫系统过程的差异蛋白数量最多。STRING分析显示差异蛋白Ppp3cb和Slc9a1直接作用,Ppm1g通过Ppp3cb和Slc9a1间接作用,Ppp3cb和Ppm1g之间相互作用。③Ppp3cb的转录和翻译水平减少,在组织中的表达量下降,而Ppm1g转录和翻译水平增加,在组织中的表达量上升(P<0.05)。结论本研究确定了NHE1基因敲除小鼠海马组织中差异蛋白Ppp3cb表达下调,而Ppm1g表达上调,为进一步研究Ppp3cb和Ppm1g参与癫痫发病机制提供了依据。
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