跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
。2014年10月30日4时20分。
doi:10.1186/2044-504-4-20。 2014年电子收集。

蛋白磷酸酶2Cα敲低通过恢复线粒体循环和功能减少血管紧张素II介导的骨骼肌萎缩

亚历山大·迈克尔·塔博尼 1, Tadashi吉田 1, 塞尔吉·苏哈诺夫 1, 帕特里斯·德拉方丹 2
附属公司

蛋白磷酸酶2C-alpha敲除通过恢复线粒体循环和功能减少血管紧张素II介导的骨骼肌消耗

亚历山大·迈克尔·塔博尼等。 骨骼肌。 。

摘要

背景：充血性心力衰竭（CHF）患者循环血管紧张素II（AngII）升高，导致骨骼肌萎缩，这与患者预后不良密切相关。我们之前发现AngII上调骨骼肌中的蛋白磷酸酶2C-alpha（PP2Cα）和去磷酸化AMP-activated protein kinase（AMPK），AMPK是细胞代谢的关键调节器。

方法：为了确定PP2Cα在AngII诱导的消瘦中的作用，向FVB小鼠的腓肠肌（Gas）注射打乱的或PP2C a siRNA，并向小鼠注射生理盐水或AngII 4天。

结果：PP2Cα的敲除减少AngII的消耗，阻止AngII上调PP2C的α，增加p-T172-AMPK，并抑制AngII介导的过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅活化因子-1α（PGC-1α）、核呼吸因子1（NRF1）、线粒体转录因子A（TFAM）、复合物IV活性和ATP水平的降低。AngII通过p62/SQSTM1（p62）累积量增加2.4倍而降低自噬率。PP2Cα敲除降低了这种诱导，也增加了beclin-1的表达和AngII融合气体中微管相关蛋白1轻链3（LC3）-II的转化。AngII降低了UNC-51-like kinase 1（ULK1）的激活S555磷酸化，ULK1是自噬体形成的关键调节因子，并增加了抑制性S757 ULK1磷酸化，这些作用被PP2CαsiRNA阻止。

结论：AngII抑制AMPK活性，降低PGC-1α和TFAM的表达（从而抑制线粒体的生物发生），损害ULK1的激活和自噬（从而也抑制受损线粒体的清除），导致线粒体功能障碍、ATP降低和浪费。敲除PP2Cα归一化AMPK活性、PGC-1α、NRF1和TFAM水平，并阻断AngII对ULK1的抑制，从而改善线粒体的生物生成/再循环/功能、能量生成，并抑制AngII诱导的浪费。这些结果表明，AngII对细胞代谢的新作用可能在调节CHF标志性肌肉萎缩中起关键作用。

关键词：血管紧张素Ⅱ；自噬；线粒体；肌肉萎缩；第2c页。

PubMed免责声明

数字

图1
图1
体内PP2Cα的敲除。在Gas肌肉的五个部位注射指示的siRNA，然后电穿孔诱导siRNA的摄取。为后续的AngII融合实验选择最有效的siRNA序列、时间点和剂量。（A）实时PCR显示，在电穿孔后第4天，使用2.5μg四种不同的PP2CαsiRNA靶序列（相对于阴性对照siRNA）在Gas中敲除PP2CβmRNA。PP2CαsiRNA“A”用于所有时间过程和剂量反应实验。（B）使用2.5μg加扰和PP2CαsiRNA在Gas中敲除PP2CβmRNA的时间进程。（C）使用2.5μg打乱和PP2CαsiRNA在Gas中击倒PP2Cβ蛋白的时间进程。（D）在含有2.5μg干扰和PP2CαsiRNA的Gas中AMPK磷酸化的时间过程。（E）电穿孔后第7天，Gas中PP2CαmRNA敲低的剂量反应。（F）电穿孔后第7天，气体中PP2Cα蛋白敲除的剂量反应。（G）电穿孔后第7天气体中AMPK磷酸化的剂量反应。（H）典型的western blot显示第7天PP2Cα蛋白敲除和5μg PP2CβsiRNA激活AMPK。n=4-8每组，平均值 ± 扫描电镜*P（P）<0.05, **P（P）<0.01, ***P（P）<0.001.
图2
图2
PP2Cα基因敲除阻止了AngII的浪费。在Gas肌肉的五个部位注射总共5μg的指定siRNA序列，然后电穿孔以诱导siRNA的摄取。三天后，皮下植入渗透微型泵，并连续输注盐水或1000纳克/千克/分钟AngII 4天。（A）连续输注4天后，全身AngII消耗的总体重。（B）腓肠肌湿重显示AngII肌肉消瘦，4天时PP2Cα被击倒进行抢救。测试了两个PP2CαsiRNA靶序列（A和B，图1A），以验证救援效果的特异性。（C）四天后，股四头肌湿重显示AngII肌肉萎缩。由于股四头肌未接受siRNA治疗，因此接受PP2CαsiRNA治疗的Gas同侧股四头肌肉未显示救援效果。（D）注入生理盐水或AngII并用打乱或PP2CαsiRNA“A”处理的气体肌纤维的平均横截面积。（E）气体肌纤维的CSA频率分布曲线。n=每组6-32，平均值 ± 扫描电镜**P（P）<0.01, ***P（P）<0.001, ****P（P）<0.0001（盐分打乱vs.AngII打乱）+P（P）<0.05, +++P（P）<0.001（AngII加扰与AngII PP2CαsiRNA）。
图3
图3
PP2Cα敲低恢复了AMPK的激活和与线粒体生物发生相关的信号传导。如图所示，通过对两个siRNA靶序列进行实验来确保特异性。（A）典型的western blot显示AngII和PP2CαsiRNA“A”对AMPK-PGC-1α-TFAM信号轴的影响。（B）AngII可增加PP2Cα蛋白的表达，而PP2CβsiRNA可阻止其表达。（C）AngII降低AMPK磷酸化激活，而PP2Cα敲低则增加AMPK磷酸化激活。（D）AngII可降低PGC-1α蛋白的表达，PP2CαsiRNA可阻止AngII的表达。（E）PP2CαsiRNA增加NRF1转录因子的表达。（F）AngII降低线粒体转录因子TFAM的表达，PP2CαsiRNA阻止了这种降低。n=4-32/组，平均 ± 扫描电镜*P（P）<0.05, **P（P）<0.01, ****P（P）<0.0001（盐分打乱vs.AngII打乱）+P（P）<0.05, +++P（P）<0.001（AngII加扰与AngII PP2CαsiRNA）。
图4
图4
PP2Cα敲除并没有恢复AngII介导的Akt或Fox0磷酸化减少或E3泛素连接酶表达增加。所有数据均来自使用PP2CαsiRNA“A”的实验。（A，B）AngII降低了激活Akt的磷酸化，但PP2Cα的敲除没有拯救Akt磷酸化。（C）Akt介导的抑制性Fox0磷酸化被AngII降低，但没有被PP2Cα击倒所挽救。（D）AMPK介导的FOXO3a磷酸化未被AngII或PP2Cα敲除改变。（E）AngII上调了atrogin-1 mRNA的表达，但PP2Cα的敲除并不能挽救其表达。（F）MURF1mRNA的表达被AngII上调，但PP2Cα敲低不能挽救MURF1mRNA的表达。（G）AngII上调了atrogin-1蛋白的表达，但PP2Cα的敲除并不能挽救其表达。（H）AngII或PP2CαsiRNA未检测到MURF1蛋白表达的变化。（I）典型的western blot显示AngII和PP2CαsiRNA“A”对Akt-FOXO-E3连接酶信号轴的影响。n=6-20每组，平均值 ± 扫描电镜*P（P）<0.05时***P（P）<0.001（盐分加扰与AngII加扰）+P（P）<0.05（AngII加扰与AngII PP2CαsiRNA）。
图5
图5
PP2Cα敲除增加线粒体含量并部分恢复AngII诱导的线粒体功能障碍。所有数据均来自使用PP2CαsiRNA“A”的实验。（A）UCP-3表达，（B）NADH脱氢酶（复合物I）表达，（C）琥珀酸脱氢酶（复合物II）表达，（D）细胞色素bc1复合物（复合物III）表达，以及（E）AngII或PP2CαsiRNA未改变细胞色素C氧化酶（复合物IV）的表达。（F）AngII降低了ATP合成酶（复合物V）的表达，而PP2CαsiRNA不能恢复这种表达。（G）AngII未改变线粒体相对拷贝数，但PP2CαsiRNA增加了线粒体负荷。（H）AngII降低复合物IV（细胞色素C氧化酶）活性，PP2Cα敲低部分恢复。（I）AngII降低ATP，PP2Cα敲除部分恢复ATP。（J）典型的蛋白质印迹显示ETC、复合物I-V和解偶联蛋白-3的表达。n=6-20，平均值 ± 扫描电镜***P（P）<0.001（盐分加扰与AngII加扰）+P（P）<0.05（AngII加扰与AngII PP2CαsiRNA）。
图6
图6
PP2Cα敲除阻止caspase-3激活和Rpt6裂解。所有数据均来自使用PP2CαsiRNA“A”的实验。（A）AngII增加17KDa激活的caspase-3，PP2Cα敲除阻止了这种增加。（B）蛋白酶体19S-cap ATP-ase Rpt6（caspase-3的靶点）的裂解随着AngII的增加而增加，并且这种裂解被PP2Cα敲除而减弱。（C）泛素结合蛋白随AngII增加而增加，但PP2CαsiRNA未显著降低。n=6-32/组，平均 ± 扫描电镜*P（P）<0.05, ****P（P）<0.0001（盐分打乱vs.AngII打乱）+P（P）<0.05时+++P（P）<0.001（AngII加扰与AngII PP2CαsiRNA）。
图7
图7
AngII抑制自噬，而PP2Cα敲除通过ULK1激活它。（A）典型的western blot显示AngII和PP2CαsiRNA对自噬标记物的影响。（B）AngII增加了p62的积累（表明自噬受到抑制），而PP2Cα的敲低阻止了p62积累。如图所示，通过使用两个PP2CαsiRNAs验证了救援的特异性。所有其他数据均来自使用PP2CαsiRNA“A”的实验。（C）LC3-II转化率随着AngII的增加而增加，但随着PP2Cα的敲除而进一步增加。（D）PP2CαsiRNA增加了自噬标记Beclin-1的表达。（E）AngII降低溶酶体标记LAMP1的表达，但PP2CαsiRNA不能恢复这种减少。（F）AngII降低激活的ULK1磷酸化，而PP2CαsiRNA阻止了ULK1的磷酸化。（G）AngII增加了抑制性ULK1磷酸化，而PP2CαsiRNA阻止了ULK1的磷酸化。（H，I）p62没有转录调控（H），或LC3A（I）AngII或PP2CαsiRNA。（J）典型的免疫组织化学图像显示AngII介导的p62阳性点状细胞的增加，以及通过敲除PP2Cα来防止这种增加，显示AngIII抑制自噬，PP2C a敲除可恢复自噬流量。（K）典型的免疫组织化学图像显示，PP2CαsiRNA增加了LC3阳性点刺所确定的自噬体数量。n=4-20，平均值 ± 扫描电镜*P（P）<0.05, **P（P）<0.01****P（P）<0.0001（盐分打乱vs.AngII打乱）+P（P）<0.05（AngII加扰与AngII PP2CαsiRNA）。
图8
图8
AngII通过MARCH5非依赖机制抑制线粒体分裂和融合蛋白的表达。所有数据均来自使用PP2CαsiRNA“A”的实验。（A）典型的western blot显示AngII和PP2CαsiRNA对线粒体融合和分裂标记物的影响。（B）AngII降低了线粒体蛋白-2的表达，而PP2Cα的敲除并没有阻止其表达。（C）AngII降低了OPA1的表达，这并没有被PP2Cα敲除所阻止。（D）AngII降低了Fis1的表达，这并没有被PP2Cα敲除所阻止。（E）PP2CαsiRNA增加了DRP1的S616磷酸化，这有助于线粒体分裂。（F）AngII降低了DRP1的表达，而PP2Cα的敲除并没有拯救DRP1表达。（G）AngII或PP2CαsiRNA未改变Mff的表达。（H）MARCH5的表达不是由AngII诱导的，而由PP2CαsiRNA保持不变。n=4-20，平均值 ± 扫描电镜*P（P）<0.05, **P（P）<0.01, ***P（P）<0.001（盐分加扰与AngII加扰）+P（P）<0.05（AngII加扰与AngII PP2CαsiRNA）。
图9
图9
AngII输注导致线粒体功能障碍和骨骼肌萎缩的拟议模型。与特征良好的AngII通过抑制Akt介导FOXO-E3-UPS轴的激活类似，AngII还诱导磷酸酶PP2Cα的表达，该磷酸酶使AMPK去磷酸化并失活。这导致PGC-1α、NRF1和TFAM表达降低（线粒体生物发生减少），ULK1活性降低。AngII介导的ULK1活化减少抑制了自噬途径的关键早期步骤，并阻止受损线粒体的再循环（线粒体吞噬）。AngII还通过AMPK-非依赖性途径抑制线粒体分裂和融合，这可能导致AngII升高引起的线粒体功能障碍。长时间的线粒体功能障碍和能量消耗最终导致caspase-3的释放、细胞凋亡的启动和浪费。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

查看所有类似文章

引用人

查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. Anker SD、Negassa A、Coats AJ、Afzal R、Poole-Wilson PA、Cohn JN、Yusuf S。慢性心力衰竭中体重减轻的预后重要性以及血管紧张素转换酶抑制剂治疗的效果：一项观察性研究。柳叶刀。2003;361:1077–1083. doi:10.1016/S0140-6736（03）12892-9。-内政部-公共医学
    1. Levenson JW，Skerrett PJ，Gaziano JM。减轻全球心血管疾病负担：风险因素的作用。Prev Cardiol公司。2002;5:188–199. doi:10.1111/j.1520-037X.2002.00564.x。-内政部-公共医学
    1. Tan BH，Fearon KC公司。恶病质：在医学中的流行和影响。当前临床营养代谢护理。2008;11:400–407. doi:10.1097/MCO.0b013e328300ecc1。-内政部-公共医学
    1. 杜杰，胡Z，米奇WE。慢性肾脏疾病中激活肌肉蛋白水解的细胞信号：一个两阶段过程。国际生物化学与细胞生物学杂志。2005;37:2147–2155. doi:10.1016/j.bicel.2005.03.012。-内政部-公共医学
    1. Rajan V、Mitch WE。肾脏疾病激活的泛素、蛋白酶体和蛋白水解机制。Biochim生物物理学报。2008;1782:795–799. doi:10.1016/j.bbadis.2008.07.007。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学