多聚二磷酸腺苷核糖合成酶抑制PI3KAkt途径调节热休克蛋白70的机制分析.docx

华中科技大学硕士学位论文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 PAGE 10 PAGE 10 前 言 近年来，心血管疾病发病率和死亡率一直居疾病谱前列，严重威胁着人类的健康， 正成为整个全球医疗卫生行业的负担[1]。随着对各种心血管疾病认识的深入，特别是从 分子水平对心血管疾病发病机理的深入研究，使我们对心血管疾病的发生、发展、预 后有了更清楚的了解，为我们今后对心血管疾病的治疗打下了坚实的基础。最近，有 关 PI3K/Akt 信号转导通路在心血管疾病中的作用倍受关注，特别是在缺血/再灌注损伤、 心梗后心室重构、心衰、心室肥大中，PI3K/Akt 信号转导通路起着重要的作用。[2-4] PI3K/Akt 信号转导通路是细胞主要的存活途径，在细胞生长、生存、抗凋亡、细 胞周期调节、细胞能量代谢以及转录调控中发挥作用[5]。PI3K 是一种磷脂酰肌醇激酶， 它可以使肌醇环第三位羟基磷酸化生成磷脂酰肌醇-3-磷酸（PI3P）、磷脂酰肌醇-3， 4-二磷酸（PI-3,4-P2）和磷脂酰肌醇-3，4，5-三磷酸(PI-3,4,5-P3)。Akt 又名 PKB，是 一种分子量大约 60kD 存在于细胞质中的蛋白激酶，由于其可以使丝氨酸/苏氨酸 （ser/thr）磷酸化，因此又叫做丝氨酸/苏氨酸激酶[6,7]。Akt 有三个亚型：Akt1，Akt2， Akt3。目前 Akt1，Akt2 均已证实有抑制心肌细胞凋亡的作用[8]。PI3K/Akt 信号通路 途径包括：1）PI3K 的激活：PI3K 可通过两种方式激活①与具有磷酸化酪氨酸残基的 生长因子受体或连接蛋白相互作用, 从而引起二聚体构象改变而被激活[ 8, 9] 。②通过 Ras 和 p110 的直接结合使 PI 3K 活化[ 8, 9] 。2） PI 3K 活化后产生第二信使 PI3P，以及 PI-3,4,5-P3。3）Akt 的激活：活化的第二信使 PI3P，PI-3,4,5-P3 可以与 Akt 的 PH 结构 域结合，激活 Akt 并使其转移至细胞膜内表面；同时，第二信使 PI-3,4-P2 可激活位于 细胞膜内表面的磷酸肌醇依赖激酶 1( PDK1) 和磷酸肌醇依赖激酶 2（PDK2），两者又 进一步的激活 Akt [ 7, 8, 10] 。4）活化后的 Akt 通过下列途径促进细胞存活: ①通过直接或 间接影响 For khead，CREB, NF- kb 等转录因子发挥细胞存活调控[ 7] 。②通过磷酸化 Bad 调控细胞凋亡[ 8, 9] 。③磷酸化 caspase3，caspase9 致其失活而抑制其促凋亡活动。④ 抑制糖原合成酶激酶- 3（GSK3）活性而阻止凋亡发生。⑤防止线粒体释放凋亡因子。 ⑥调节热休克蛋白（Hsps）的表达。 在心血管疾病中，Akt 在心肌肥厚，血管再生以及抗凋亡中扮演着重要的作用。 在活体和细胞的缺血再灌注实验中，Akt 在心肌细胞的急性作用是保护心肌细胞抗凋 亡作用，保护缺血区以及边缘区心肌细胞存活，维持心梗后心脏收缩功能。当长期的 过表达 Akt1，可导致心肌肥厚[4]。并且，Akt 在缺血区心肌血管再生成过程中发挥重 要作用，在活体实验中，Akt 可以促进 VEGF 表达，帮助内皮先导细胞的定位和移行 [9]。，Akt 在动脉粥样硬化过程中发挥重要作用，Akt 可以激活 eNOS 活性，Miyauchi 等研究在动脉粥样斑块中可以检测到 p-Akt。此外，Akt 还与肥厚性心肌病，糖尿病心 肌病有关[10]。 多聚二磷酸腺苷（ADP）核糖合成酶[ pol y （ADP-r i bose）pol ymer ase，PARP] 是 一种主要存在于所有哺乳动物及绝大多数真核生物细胞核内的一种蛋白酶，在细胞维 持其染色体稳定，DNA 复制，细胞凋亡，死亡以及基因转录等活动中 PARP 均起着重要 的作用[ 11] 。PARP- 1 是 PARP 家族中细胞核内含量最丰富的，也是目前研究最多的一员， 其分子量为 113- 116kD [ 11- 13] 。当细胞因理化损伤而导致 DNA 损伤时，PARP- 1 被激活， 使 DNA 断端核糖化同时可催化多种核酶修复损伤的 DNA。但在细胞 DNA 的过度损伤中， PARP- 1 会通过激活各种核蛋白导致细胞凋亡或使细胞 NAD+和 ATP 能量耗竭而坏死 [ 12, 13] 。在细胞的氧化应激反应中，PARP- 1 抑制剂可以使 PARP- 1 的活性减弱，降低能 量消耗，减少细胞的坏死或凋亡。我们最近的研究显示 PARP- 1 除了上述作用以外有 可能在细胞信号转导中发挥作用，PARP- 1 抑制剂的细胞保护作用有可能部分的通过调 节信号转导而体现。Mur