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Bcl-2家族蛋白是线粒体凋亡通路的关键调节分子,其中仅含有BH3结构域的促凋亡成员BclGs(Bcl-Gonadshortform)在人的睾丸中特异性高表达,BclGs过表达可以BH3结构域依赖的方式诱导细胞凋亡,但其中的分子机制还不清楚。本研究运用westernblot、免疫共沉淀、亚细胞定位、流式细胞检测、线粒体分离与纯化以及细胞凋亡检测等实验技术体系揭示了BclGs的促凋亡信号转导机制,同时鉴定了JAB1为BclGs的一个新结合蛋白,确认了它们的相互作用结合区域,进而探讨了BclGs与JAB1的相互作用对细胞凋亡的调控作用及其机理。得到以下结果:
(1)将BclGs过表达HeLa细胞36h后,Westernblot实验检测细胞总蛋白发现BclGs的过表达可以诱导促凋亡蛋白Bax的表达上调;进而分离过表达BclGs细胞的线粒体和胞浆蛋白,分别检测了线粒体和胞浆中的Bax和细胞色素c的蛋白水平,发现BclGs的过表达可以导致线粒体中Bax量的增加,与此同时胞浆中的Bax量减少;另外,线粒体中的细胞色素c的量减少,而胞浆中的细胞色素c增加;同时发现,BclGs的过表达可以诱导caspase-3的激活,过表达BclGs的细胞中添加终浓度20μMcaspase抑制剂z-VAD-FMK可以抑制BclGs所诱导的细胞凋亡,这些现象表明BclGs所诱导的细胞凋亡依赖典型的线粒体凋亡通路。
(2)同时为了研究BclGs的相互作用蛋白及其调控机理,本研究运用酵母双杂交技术从人的睾丸cDNA文库中筛选出BclGs的一个新结合蛋白JAB1,免疫共沉淀和GSTpull-down实验确认两者在体内体外均有相互作用。构建了BclGs的三个N端缺失体和三个C端缺失体与全长JAB1进行免疫共沉淀实验,结果表明:BclGs的缺失C末端不同片段的三个缺失体与JAB1全长均有相互作用,而BclGs的缺失N末端不同片段的三个缺失体与JAB1全长则没有相互作用,证明BclGs的N末端1-67位氨基酸对于这种相互作用是必须的;细胞定位实验显示,单独过表达的BclGs点状分布于胞浆中,单独过表达的JAB1主要均匀分布于胞浆,同时胞核中也有少量分布;BclGs与JAB1共表达后两者在胞浆中共定位。
(3)为了研究BclGs与JAB1相互作用对细胞凋亡的影响,本研究进而用流式细胞技术分别检测了过表达BclGs和JAB1的细胞周期Sub-G1期;用AnnexinV-PE和7-AAD双标记技术分别对细胞膜和细胞核进行标记,进而流式检测细胞凋亡;同时也从凋亡细胞形态学观察实验对细胞凋亡的影响进行了研究;发现BclGs与JAB1的相互作用可以协同诱导细胞凋亡;JAB1单独过表达对细胞无凋亡效应,BclGs单独过表达对细胞具有明显的促凋亡效应,而JAB1与BclGs的共表达可显著加速细胞凋亡。免疫共沉淀实验证明JAB1可以竞争性的与BclGs结合,从而抑制抗凋亡蛋白Bcl-XL/Bcl-2与BclGs的相互作用;表明JAB1与BclGs的结合导致BclGs的BH3结构域得以暴露,从而加速细胞的凋亡。
综上,本研究探讨了BclGs诱导细胞凋亡的分子机制,并首次揭示了JAB1可通过与BclGs相互作用而参与对线粒体凋亡途径的调控。