PDI-mediated S-nitrosylation of DRP1 facilitates DRP1-S616 phosphorylation and mitochondrial fission in CA1 neurons

doi:10.1038/s41419-018-0910-5

.2018年8月29日；9(9):869.

doi:10.1038/s41419-018-0910-5。

PDI介导的DRP1 S-亚硝化促进CA1神经元DRP1-S616磷酸化和线粒体分裂

李达信¹, 金继恩（Ji-Eun Kim）²

附属公司

¹韩礼姆大学医学院癫痫研究所解剖与神经生物学系，韩国春川24252。
²韩礼姆大学医学院癫痫研究所解剖与神经生物学系，韩国春川24252。jieunkim@hallym.ac.kr。

PMID： 30158524
预防性维修识别码： PMC6115394型
内政部： 10.1038/s41419-018-0910-5

PDI介导的DRP1 S-亚硝化促进CA1神经元DRP1-S616磷酸化和线粒体分裂

李达信等。细胞死亡病. 2018.

.2018年8月29日；9(9):869.

doi:10.1038/s41419-018-0910-5。

作者

李达信¹, 金继恩（Ji-Eun Kim）²

附属公司

¹韩礼姆大学医学院癫痫研究所解剖与神经生物学系，韩国春川24252。
²韩礼姆大学医学院癫痫研究所解剖与神经生物学系，韩国春川24252。jieunkim@hallym.ac.kr。

PMID： 30158524
预防性维修识别码： PMC6115394型
内政部： 10.1038/s41419-018-0910-5

摘要

动力蛋白相关蛋白1（DRP1）是调节线粒体分裂的关键分子。DRP1活性分别通过丝氨酸和半胱氨酸残基的磷酸化和S-亚硝基化进行调节。然而，DRP1的S-亚硝基化是否影响其磷酸化尚不清楚。在本研究中，我们发现N^ω-生理条件下，硝基-L-精氨酸甲酯盐酸盐（L-NAME，一种一氧化氮合酶抑制剂）可消除CA1神经元中S-亚硝基化（SNO-DRP1）和DRP1-精氨酰（S）616磷酸化水平。L-NAME导致线粒体伸长。尽管NO合成持续，但癫痫持续状态（癫痫发作活动延长，SE）降低了CA1神经元中SNO-DRP1和DRP1-S616的水平，并伴有蛋白二硫异构酶（PDI）表达减少和线粒体伸长。SE不影响硫氧还蛋白1（Trx1，一种反硝化酶）的活性，在生理和SE后条件下，其不受L-NAME的影响。PDI敲除降低了CA1神经元中SNO-DRP1和DRP1-S616水平，同时线粒体伸长，但在生理条件下NO合成没有改变。这些发现表明，PDI可能是DRP1的NO供体，以调节DRP1-S616磷酸化，与Trx1活性无关。因此，我们认为PDI介导的DRP1的S-亚硝基化可能是线粒体动力学的主要调节修饰之一。

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数字

**图1。影响我-正常条件下CA1神经元SNO-PDI、SNO-DRP1上的NAME和线粒体融合。**
我-NAME抑制NO的生成和PDI与DRP1的结合，并在不改变PDI和DRP1表达的情况下降低SNO-PDI和SNO-DRP1水平。然而，我-NAME延长CA1神经元的线粒体长度，并伴有DRP1-S616磷酸化升高。一定量值（平均值 ± S.E.M）检测7天后海马中的硝酸盐/亚硝酸盐水平我-NAME输液。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与非SE动物；n个 = 分别为7）。b条PDI与DRP1相互作用的联合免疫沉淀的代表性western blot我-NAME处理。**c（c）**PDI与DRP1相互作用的共免疫沉淀分析的量化我-NAME处理。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与车辆；n个 = 分别为7）。d日代表性表达的western blot，*S公司*-PDI和DRP1的亚硝化和磷酸化水平我-NAME处理。**e（电子）**–克数值量化（平均值 ± S.E.M）表达、磷酸化和*S公司*-PDI和DRP1的亚硝化水平我-NAME处理。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与车辆；n个 = 分别为7）。小时数值量化（平均值 ± S.E.M）检测CA1神经元线粒体长度我-NAME处理。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与车辆；n个 = 分别为7）。我CA1神经元PDI和线粒体（Mito）的典型免疫荧光照片。右侧面板是中间面板中矩形的高倍照片

**图2。癫痫发作活动在匹罗卡品作用下NO生成中的作用。**
实时同步监测显示，注射匹罗卡品后NO水平升高，在SE期间逐渐升高。安定治疗使总脑电图功率恢复到基础水平，而不是NO水平。SE后三天，与非SE（对照）动物相比，硝酸盐/亚硝酸盐浓度（NO产物）升高。一代表性NO浓度（顶部）、脑电图描记图（中间）和频率功率谱时间图（底部）。b条量化NO水平和总脑电图功率以响应PILO（平均值 ± S.E.M.公司。；*第页 < 0.05 vs.基础水平；n个 = 分别为7）。**c（c）**定量值（平均值 ± SE后3天海马中硝酸盐/亚硝酸盐水平的S.E.M）。开圆圈表示每个值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与非SE动物；n个 = 分别为7）

**图3。影响我-NAME对匹罗卡品致痫活性和NO生成的影响。**
我-注射匹罗卡品后，NAME可有效防止NO合成延长，而不会改变癫痫发作活动。一代表性NO浓度（顶部）、脑电图描记图（中间）和频率功率谱时间图（底部）。b条量化NO水平和总脑电图功率以响应PILO（平均值 ± S.E.M.公司。；*第页 < 0.05 vs.基础水平；n个 = 分别为7）。**c（c）**定量值（平均值 ± SE后3天海马中硝酸盐/亚硝酸盐水平的S.E.M）。开圆圈表示每个值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与非SE动物；n个 = 分别为7）

**图4。影响我-SE后3天NAME对CA1神经元SNO-PDI、SNO-DRP1、Trx1活性和线粒体融合的影响。**
SE显著降低DRP1和PDI的表达水平，PDI与DRP1的结合水平，以及DRP1-S616和S637的磷酸化水平，而不依赖于Trx1活性。SNO-PDI和SNO-DRP1都因我-NAME处理。一代表性western blot检测我-表达式上的NAME，*S公司*-SE后PDI和DRP1的亚硝化和磷酸化水平。b条–d日数值量化（平均值 ± S.E.M）表达、磷酸化和*S公司*-PDI和DRP1的亚硝化水平。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM（*，^#第页 < 0.05 vs.非SE动物和载体；n个 = 分别为7）。**e（电子）**数值量化（平均值 ± S.E.M）检测Trx1活性。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(n个 = 分别为7）。**（f）**代表性western blot检测我-SE后PDI与DRP1相互作用的共同免疫沉淀NAME。克PDI与DRP1相互作用的联合免疫沉淀分析的量化。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与非SE动物；n个 = 分别为7）

**图5。影响我-SE后3天NAME对CA1神经元线粒体长度和神经元损伤的影响。**
我-NAME不影响SE诱导的CA1神经元线粒体伸长和神经元死亡。一CA1神经元PDI和线粒体（Mito）的典型免疫荧光照片。右侧面板是中间面板中矩形的高倍照片。b条数值量化（平均值 ± S.E.M）检测CA1神经元线粒体长度。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与车辆；n个 = 分别为7）。**c（c）**FJB染色CA1神经元的代表性照片。d日数值量化（平均值 ± S.E.M）FJB阳性CA1神经元数量。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与车辆；n个 = 分别为7）

**图6。正常条件下PDI敲除对CA1神经元SNO-PDI、SNO-DRP1和线粒体融合的影响。**
PDI敲低降低了PDI表达、PDI与DRP1的结合、SNO-PDI和SNO-DRP1水平，而没有改变DRP1表达和硝酸盐/亚硝酸盐浓度。然而，PDI敲除延长了CA1神经元的线粒体长度，并伴有DRP1-S616磷酸化升高。一定量值（平均值 ± 灌注PDI siRNA 7天后海马中硝酸盐/亚硝酸盐水平的S.E.M）。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(n个 = 分别为7）。b条PDI敲除后PDI与DRP1相互作用的联合免疫沉淀的代表性western blot。**c（c）**PDI击倒后PDI与DRP1相互作用的联合免疫沉淀分析定量。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与对照siRNA；n个 = 分别为7）。d日代表性表达的western blot，*S公司*-PDI敲除后PDI和DRP1的亚硝化和磷酸化水平。**e（电子）**–克数值量化（平均值 ± S.E.M）表达、磷酸化和*S公司*-PDI敲低后PDI和DRP1的亚硝化水平。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与对照siRNA；n个 = 分别为7）。小时数值量化（平均值 ± PDI敲除后CA1神经元线粒体长度的S.E.M）。打开的圆圈表示每个单独的值。水平条表示平均值。误差条表示SEM(*第页 < 0.05与对照siRNA；n个 = 分别为7）。我PDI敲除后CA1神经元中PDI和线粒体（Mito）的典型免疫荧光照片。右侧面板是中间面板中矩形的高倍照片

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[1] Brown GC，Borutate V.没有证据表明线粒体是哺乳动物细胞中活性氧的主要来源。线粒体。2012;12:1–4. doi:10.1016/j.mito.2011.02.001。-内政部-公共医学

[2] Brown GC，Borutate V.没有证据表明线粒体是哺乳动物细胞中活性氧的主要来源。线粒体。2012;12:1–4. doi:10.1016/j.mito.2011.02.001。-内政部-公共医学

[3] Chan DC。融合和裂变：对线粒体健康至关重要的相互关联的过程。每年。修订版Genet。2012;46:265–287. doi:10.1146/annurev-genet-110410-132529。-内政部-公共医学

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