Effects of heat shock, heat shock protein 40 (HDJ-2), and proteasome inhibition on protein aggregation in cellular models of Huntington's disease

doi:10.1073/pnas.97.6.2898

.2000年3月14日；97（6）：2898-903。

doi:10.1073/pnas.97.6.2898。

热休克、热休克蛋白40（HDJ-2）和蛋白酶体抑制对亨廷顿舞蹈症细胞模型中蛋白质聚集的影响

A Wyttenbach公司¹, J卡迈克尔, J斯瓦茨, R A Furlong公司, Y Narain先生, J兰金, D C鲁宾斯泰因

附属公司

PMID： 10717003
预防性维修识别码： PMC16027型
DOI（操作界面）： 10.1073/pnas.97.6.2898

热休克、热休克蛋白40（HDJ-2）和蛋白酶体抑制对亨廷顿病细胞模型中蛋白质聚集的影响

A Wyttenbach公司等。美国国家科学院程序. 2000.

.2000年3月14日；97(6):2898-903.

doi:10.1073/pnas.97.6.2898。

作者

A Wyttenbach公司¹, J卡迈克尔, J斯瓦茨, R A Furlong公司, Y Narain先生, J兰金, D C鲁宾斯泰因

附属

¹英国剑桥大学医学研究所威康信托疾病分子机制研究中心医学遗传学系，Addenbrooke医院，Hills Road，Cambridge，CB2 2XY。

PMID： 10717003
预防性维修识别码： PMC16027型
DOI（操作界面）： 10.1073/pnas.97.6.2898

摘要

亨廷顿病（HD）、脊髓小脑共济失调1型和3型（SCA1、SCA3）和脊髓延髓肌萎缩（SBMA）是由CAG/聚谷氨酰胺扩张突变引起的。这些疾病的一个特征是来源于突变蛋白的泛素化神经元内包涵体，与SCA1和SBMA中的热休克蛋白（HSPs）以及SCA1、SCA3和SBMA的蛋白酶体成分共定位。以前的研究表明，HSPs可能对包涵体的形成起保护作用，因为HDJ-2/HSDJ（人类HSP40同源物）的过度表达降低了HeLa细胞中ataxin-1（SCA1）和雄激素受体（SBMA）聚集物的形成。我们通过瞬时转染COS-7、PC12和SH-SY5Y细胞中的部分亨廷顿蛋白外显子1来研究这些现象。在表达23种谷氨酰胺的结构体中未观察到包涵体的形成，但在具有43-74个重复的突变结构体中，包涵体具有重复长度和时间依赖性。HSP70、HSP40、20S蛋白酶体和泛素与内含物共定位。用热休克和蛋白酶体抑制剂lactacystin处理，增加了含有内含物的突变亨廷顿蛋白外显子1表达细胞的比例。因此，如果病理过程导致蛋白酶体抑制或热休克反应，那么在聚谷氨酰胺疾病中包裹体的形成可能会增强。HDJ-2/HSDJ的过表达没有改变PC12和SH-SY5Y细胞中的包涵体形成，但增加了COS-7细胞中的包涵体形成。据我们所知，这是首次报道热休克蛋白增加哺乳动物细胞中异常折叠蛋白的聚集，并扩大了目前对HDJ-2/HSDJ在蛋白质折叠中作用的理解。

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数字

图1
包裹体形成的时间和polyQ重复依赖性。(一)SH-SY5Y（人神经母细胞瘤细胞；*，偶尔出现内含物（<1%的EGFP阳性细胞）。显示包涵体的FP阳性细胞减少可能是因为EGFP-HDQ的细胞死亡₇₄72小时(b条)COS-7（非洲绿猴细胞）。(*c（c）*)PC12（大鼠嗜铬细胞瘤细胞）。

图2
SH-SY5Y和COS-7细胞中HD外显子1蛋白聚集。(一)表达EGFP-HDQ的SH-SY5Y细胞₇₄（绿色）。请注意，与其他转染细胞相比，含有多个内含物的细胞在细胞质中显示弱EGFP染色。细胞核用4′，6-二氨基-2-苯基吲哚染色。(b条)HA-HDQ转染COS-7细胞₇₄显示单个夹杂物。

图3
泛素、HSP40、HSP70和20S蛋白酶体与内含物共定位。用共焦图像分析法测定显色性。EGFP-HDQ转染SH-SY5Y细胞₇₄.英寸一,*c（c）*,*e（电子）*、和克使用FITC过滤器对细胞进行显微摄影，以显示HD外显子1构建物形成的内含物。在b条,d日,*（f）*、和小时用德克萨斯红滤镜检测包裹体中的其他蛋白质，显示出相同的细胞。用特异性抗体分析细胞：(一和b条)抗泛素；(*c（c）*和d日)抗HSP40（HDJ-2/HSDJ）；(*e（电子）*和*（f）*)抗HSP70；(克和小时)抗20S蛋白酶体。

图4
表达pEGFP-HDQ的细胞₇₄当它们共表达HDJ-2/HSDJ时，当用热休克或乳糜蛋白酶处理时，产生多个内含物。表达pEGFP-HD的COS-7细胞典型包涵体表型的比较₇₄何时(一)pFLAG-CMV-2共转染（空载体）；(b条)与wt-HDJ-2/HSDJ共转染；(*c（c）*)热休克处理；(d日)用乳酸菌素（10μM）处理。

图5
EGFP-HDQ中显示核分裂的COS-7细胞比例₂₃-表达细胞与EGFP-HDQ₇₄-表达含有或不含有内含物的细胞(n个= 50). 这些数据来自一个代表三个独立实验的实验。

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