TSC1控制紧密连接形成的作用和机制研究
批准号:
32071125
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
邹志鹏
依托单位:
学科分类:
呼吸与消化生理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邹志鹏
中文摘要
紧密连接(TJ)是封闭上皮细胞间隙,建立独特内部环境并维持生命的重要屏障,其破坏可导致一系列TJ相关性疾病。然而,TJ形成的控制机制并不明确。本项目首次发现,作为雷帕霉素机制性靶蛋白 (mTOR)的关键上游抑制分子,TSC1在上皮细胞中定位于AJ/TJ处并结合TJ关键蛋白ZO-1及黏着连接(AJ)关键蛋白β-Catenin。我们又初步探寻了TSC1控制并整合AJ/TJ形成及功能的重要作用、机制、临床相关性。本项目拟结合肠上皮特异性和全身可诱导TSC1敲除小鼠、蛋白质复合物结构分析、多种TJ相关疾病的生物信息学和组织切片分析,从分子、细胞、整体水平深入研究肠上皮细胞中TSC1通过ZO-1/β-Catenin控制AJ/TJ形成的具体机制,并进一步探索此机制在其他关键器官中的普遍性。本研究有望拓展上皮屏障形成的基础理论,并为防治TJ相关性疾病提供重要的理论依据和新的药物靶点。
英文摘要
Tight junction (TJ) is absolutely required for mammals to maintain life, since it is a crucial barrier sealing the intercellular space of epithelial cells, establishing of a distinct internal environment, and resisting the invasion of pathogens. Consequently, the impairment of TJ is associated with a myriad of TJ-related diseases. However, the controlling mechanism underlying their assembly is currently unclear. We revealed for the first time that in epithelial cells, TSC1, a key upstream endogenous inhibitor of mechanistic target of rapamycin (mTOR), binds ZO-1, one of the core components of TJ, as well as β-Catenin, one of the core components of adherens junction (AJ). Additionally, we further analyzed the role, clinical relevance, and underlying mechanism of TSC1 in AJ/TJ formation. Based on these results, we plan to study the detailed mechanism by which TSC1 orchestrate TJ formation via ZO-1/β-Catenin, at the molecular, cellular, and whole-body level, through integrating information from intestine epithelia-specific or inducible whole-body ablation of TSC1 in mice, cellular and molecular assay, three-dimensional molecular docking of TSC1 to ZO-1/β-Catenin, as well as bioinformatic and histopathological analysis of various kinds of TJ-related diseases. In addition, we will further explore if this Tsc1-controlled AJ/TJ organization is a general mechanism in other vital organs. This project will expand the basic theory of the formation of mucosal barrier, providing a novel rationale as well as a new promising for prevention and treatment of TJ-related diseases.
紧密连接的形成对于全身上皮组织屏障的形成至关重要,其结构破坏和功能障碍常常与各系统的紧密连接相关性疾病(tight junction-related human diseases, TJ相关性疾病)密切相关,例如克隆氏肠病、银屑病(牛皮癣)、特应性皮炎的发生,然而其致病机制尚未明确。结节性硬化复合物1(Tuberous sclerosis complex 1, Tsc1)和2(Tsc2)的失活导致雷帕霉素机制靶蛋白复合物1(mTORC1)激活和细胞增殖异常,从而导致结节性硬化(TSC)综合征的发生,体现在全身多器官(包括脑)的良性肿瘤、癫痫、智力低下等。因此,Tsc1/2被视为mTORC1的上游抑制分子,定位于细胞质中。. 本研究发现,Tsc1被募集到上皮细胞紧密连接形成部位并调控紧密连接形成,此功能不依赖于Tsc2和mTORC1。在TSC1缺乏的上皮细胞中,连接外周肌动蛋白骨架受到破坏,导致关键紧密连接蛋白Occludin、claudin1、ZO-1不能迁移到紧密连接处,进一步严重阻碍了紧密连接的形成。在小鼠中,TSC1条件性敲除导致紧密连接长度显著缩短,细胞间隙明显变宽,紧密连接结构破坏,并再现了克隆氏肠病、银屑病(牛皮癣)、特应性皮炎的组织学特征。在患上述紧密连接相关性疾病的病人组织中,紧密连接处TSC1的表达下调与紧密连接蛋白ZO-1的下调密切相关。 . 本研究进一步发现,Tsc1(而不是Tsc2)在上皮细胞未融合成单层前定位于胞质的囊泡中,但在其融合成单层的过程中易位到细胞间连接处。Tsc1于此处直接结合非典型肌球蛋白Myo6以稳定紧密连接周围的肌动蛋白骨架网络,从而进一步稳定了β-catenin和ZO-1的相继结合。相反,紧密连接处TSC1的缺失导致紧密连接周围肌动蛋白骨架的紊乱和紧密连接的结构破坏。更为重要的是,Tsc1通过其结合Tsc2的结构域结合Myo6,Myo6则可竞争性减弱Tsc2与Tsc1的结合。临床上TSC综合征一部分常见的TSC1突变发生于Tsc2结合结构域,本研究发现这些突变也导致其不能结合Myo6。因此,本研究不仅揭示了TSC1以mTOR非依赖的方式控制紧密连接形成的生理功能以及TSC1表达降低在TJ相关性疾病发生发展中的重要作用,也警示TSC综合征可能会伴发TJ相关性疾病。
OLFM4在老年性骨质疏松发生中的作用和机制研究
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批准号:31771311
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:邹志鹏
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依托单位:
shp-1的降解调控创伤后继发型MODS的机制
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批准号:30901560
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2009
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负责人:邹志鹏
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依托单位:
国内基金
海外基金