自噬相关蛋白ATG16L1的翻译后修饰调控缺氧/复氧后心肌细胞凋亡的机制研究
批准号:
82070256
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
宋慧文
依托单位:
学科分类:
心肌损伤、修复、重构和再生
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋慧文
中文摘要
自噬上调能有效抑制心肌细胞在急性缺氧条件下的凋亡。我们研究发现自噬相关蛋白ATG16L1的磷酸化修饰能够促进心肌细胞在缺氧时的自噬,抑制了心肌细胞在急性缺氧条件下的凋亡。但自噬相关蛋白的精氨酸甲基化修饰也能调节其功能,从而保护心肌细胞。本课题的实验计划是:1、自噬相关蛋白ATG16L1是否有精氨酸甲基化修饰。2、这种甲基化修饰的水平是否受心肌细胞缺氧/复氧调控。3、通过质谱分析鉴定哪些甲基转移酶和脱甲基酶介导了这种修饰。4、探讨这些甲基转移酶和脱甲基酶的小分子抑制子或激活化合物是否能抑制心肌细胞在急性缺氧条件下的凋亡。这两种翻译后修饰共同在心肌细胞缺氧/复氧时发挥调控作用,因此对自噬相关蛋白翻译后修饰的研究有望进一步阐明自噬的分子机制,从而为心梗治疗提供新的治疗靶点。
英文摘要
Autophagy upregulation can efficiently inhibit the apoptosis of cardiomyocytes during hypoxia/reoxygenation (H/R). We previously reported that the phosphorylation and lysine methylation of ATG16L1 can promote the autophagy of cardiomyocytes during H/R, which inhibits the apoptosis of cardiomyocytes during H/R. However, very little was known about the role of the arginine methylation modification of autophagy-related protein in the autophagy and apoptosis of cardiomyocytes. In this project, we are aimed to answer the following questions. 1) Does the arginine methylation modification happen in key autophagy-related protein ATG16L1? 2)Does H/R regulate the arginine methylation modification of autophagy-related proteins? 3) By using tandem mass spectra, we want to identify which of the arginine methyltransferases and demethylases to mediate this kind of modification? 4) By using the small molecular inhibitor or activator, we want to examine whether they can inhibit the apoptosis of cardiomyocytes during H/R. Based on our preliminary data and literatures, we reasoned that these modifications play roles in the cardiomyocytes during H/R. Therefore, the study on the post-translational modifications of autophagy-related proteins will help to further elucidate the molecular mechanism on autophagy, which will provide novel treatment option for infarct therapy.
我们以前的研究报道了自噬相关蛋白ATG16L1的磷酸化和赖氨酸的甲基化修饰能够促进心肌细胞在缺氧/复氧条件下的自噬,抑制了心肌细胞在急性缺氧条件下的凋亡。我们现在的研究证明了ATG16L1的精氨酸甲基化修饰也能调节其功能,从而抑制心梗心肌细胞的自噬及生存。我们取得的成果是:1、质谱分析及Western blot分析证实自噬相关蛋白ATG16L1可以发生精氨酸甲基化修饰。2、心肌细胞缺氧/复氧上调了这种甲基化修饰, 然而间歇性缺氧抑制了ATG16L1的精氨酸甲基化修饰。3、通过质谱分析鉴定了甲基转移酶PRMT5和脱甲基酶Jmjd6能够与ATG16L1蛋白互作,且介导了ATG16L1的R103氨基酸位点的精氨酸甲基化修饰。4、通过CyTOF及ATAC测序,我们发现精氨酸甲基化酶PRMT5的小分子抑制子PF-0693999抑制心肌细胞在急性缺氧/复氧条件下的凋亡(如Caspase-3), 阻止了心梗小鼠心肌细胞的炎性细胞的增加(如T cells)及炎性因子(如Il-6, TNFalpha, Il-1beta, IFN)的表达, 上调了自噬及增生相关的基因(如Ki67, Akt, Bcl2)表达。5,ATG16L1的R103氨基酸位点的精氨酸甲基化修饰抑制了ATG16L1的S139位点的磷酸化修饰,从而抑制了ATG5-ATG12—ATG16L1复合物的形成及自噬的激活,因此,ATG16L1的这两种翻译后修饰在心肌细胞缺氧/复氧时发挥反向调控作用。因此对ATG16L1翻译后修饰的研究进一步阐明了自噬的分子机制,从而为心梗治疗提供新的治疗靶点。
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