Pin1在神经退行性疾病中的作用机制及研究进展

肽基脯氨酰顺/反异构酶NIMA互作蛋白1(peptidyl-prolylcis/transisomerases,NIMA-interacting1,Pin1)可以识别底物磷酸化的丝氨酸/苏氨酸-脯氨酸(phosphor-Ser-Pro or phosphor-Thr-Pro,pSer/Thr-Pro)基序,通过催化磷酸化底物的顺反异构,对底物蛋白的结构和功能产生影响,在增殖、分化、存活等多种细胞生物学过程中发挥重要作用。近年来研究发现Pin1的表达和功能异常与多种神经退行性疾病相关。由于Pin1催化底物丰富,同时参与不同疾病发病的关键因子不尽相同,因此Pin1在不同神经退行性疾病中发挥的作用也不一样。本文从多种常见的神经退行性疾病的角度展开讨论,就Pin1在不同的神经退行性疾病中所发挥的作用和机制展开综述。

PPIB蛋白对结肠癌成瘤的影响和低氧机制

目的:研究肽酰脯氨基顺反异构酶B(peptidyl-prolyl cis-trans isomerase,PPIB)蛋白对结肠癌细胞成瘤的影响,探讨结肠癌低氧发病的机制。方法:应用RNAi技术,构建下调PPIB蛋白表达的稳转结肠癌细胞株,移植到BALB/c裸鼠皮下,检测PPIB蛋白下调组与对照组的成瘤差异。TUNEL法检测两组移植瘤的细胞凋亡水平。低氧培养结肠癌细胞株,Western印迹法检测PPIB的表达水平与低氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)的关系。结果:下调PPIB蛋白表达后,在裸鼠皮下成瘤的能力显著减弱。SW480-si PPIB下调组的移植瘤体积显著小于SW480-NC对照组(P<0.01)。TUNEL检测显示下调组的癌细胞凋亡比例显著高于对照组(P<0.001)。在低氧环境下培养后,结肠癌细胞的PPIB蛋白表达水平随着低氧条件下HIF-1α的上调而升高(P<0.05)。结论:PPIB蛋白在结肠癌中因为低氧环境而表达升高,且在升高后通过抑制癌细胞的凋亡而发挥促进结肠癌形成和进展的作用,是一个极具临床应用价值的防治结肠癌的分子靶点。

Pin1介导血管内皮细胞氧化应激反应参与重症中暑急性肺损伤的机制研究

目的观察热打击后小鼠肺微血管内皮细胞(pulmonary microvascular endothelial cells,PMVECs)和肺组织中肽基-脯氨酰顺/反异构酶1(Pin1)通过调控氧化应激和凋亡形成,参与重症中暑急性肺损伤(acute lung injury,ALI)形成的分子机制。方法体外实验,建立PMVECs热打击模型,对照组将PMVECs置于标准37℃、5%CO2细胞培养箱,热打击组将细胞置于43℃细胞培养箱中进行热打击2 h,热打击后继续在细胞培养箱进行复温(1、3、6、12 h),并使用Pin1抑制剂Juglone(1µmol/L)预处理细胞1 h。体内实验,通过热打击构建重症中暑小鼠模型,热打击组动物置于仿真气候舱内,舱内温度(35.5±0.5)℃,湿度(60±5)%,肛温表监测小鼠直肠温度,小鼠体温达到42℃即停止热打击,热打击后1、3、6以及12 h处死动物,对照组小鼠始终置于室温(25±0.5)℃下,并使用Pin1抑制剂Juglone(1 mg/kg)于热打击前连续3 d腹腔注射对小鼠进行预处理。Western blot观察Pin1、cleaved caspase-9和cleaved caspase-3的表达情况;DHE染色,荧光显微镜下观察细胞中O_(2)^(-)˙水平;ELISA检测肺组织中丙二醛(malondialdehyde,MDA)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)水平;HE染色检测各组小鼠的病理改变情况;免疫组化染色检测各组小鼠肺组织中Pin1表达情况;TUNEL染色检测各组小鼠肺组织凋亡情况。结果热打击后复温1 h即可诱导PMVECs和肺组织中Pin1的表达,并呈现复温时间依赖性增加(F=771.6,P<0.05;F=1035,P<0.05);热打击后复温3 h开始PMVECs和肺组织中cleaved caspase-9的表达,并呈现复温时间依赖性增加(F=729.8,P<0.05;F=1773,P<0.05);PMVECs和肺组织中cleaved caspase-3在热打击后复温3 h开始表达,随着复温时间的延长其表达不断增多,趋势与cleaved caspase-9一致(F=1084,P<0.05;F=1252,P<0.05);同时,热打击后导致PMVECs中O_(2)^(-)˙释放。热打击后小鼠肺组织中氧化-抗氧化系统失衡,表现为热打击后小鼠肺组织中MDA的持续释放(F=114.2,P<0.05),而SOD水平持续抑制(F=99.15,P<0.05)。使用Pin1抑制剂Juglone对PMVECs和小鼠进行预处理,发现与热打击组相比,热打击+Juglone组PMVECs和肺组织中Pin1、cleaved caspase-9、cleaved caspase-3均被抑制(均P<0.05);使用Pin1抑制剂后明显减轻热打击后PMVECs中O_(2)^(-)˙的释放,促进重症中暑小鼠肺组织中氧化-抗氧化系统平衡恢复,与热打击组相比,热打击+Juglone组肺组织中MDA被抑制[(11.53±0.84)nmol/mL vs(9.65±0.69)nmol/mL,t=12.52,P<0.05],而SOD明显恢复[(41.18±3.45)U/mL vs(57.52±4.83)U/mL,t=5.57,P<0.05]。同时,抑制Pin1表达后可以明显减轻热打击后肺组织的病理损伤,以及抑制凋亡的发生。结论初步确认Pin1主要通过介导肺组织和PMVECs的氧化应激反应和凋亡发生,进而参与热打击后肺损伤的形成.