GSK-3在阿尔茨海默病样细胞骨架蛋白过度磷酸化中的作用

作者：余靖; 邓艳秋; 杨莹; 张家玉; 张业平; 张...阿尔茨海默病渥曼青霉素神经细丝磷酸化

摘要：神经原纤维缠结是阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)的特征性病理改变.蛋白激酶和蛋白磷酸酯酶失衡可导致骨架蛋白的异常过度磷酸化,而异常过度磷酸化的tau和神经丝(neurofilament,NF)是神经原纤维缠结的组成部分.在众多激酶中,糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)可能是AD神经退行性变起重要作用.为深入探讨GSK-3在AD样神经退行性变中的作用,以磷酯酰肌醇三磷酸激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)的特异性抑制剂渥曼青霉素(wortmannin,WT)处理野生型鼠成神经瘤细胞株(wild type mouse neuroblastoma cell lines,N2a wt),系统观察WT处理N2a wt不同时间点(1 h、3 h、6 h)细胞代谢率、细胞形态、细胞骨架蛋白tau和NF的磷酸化状态改变以及细胞的命运,并分析了GSK-3活性与上述参数改变之间的相关性.结果发现:1μmol/L WT处理细胞1 h,GSK-3活性与未经WT处理的对照组相比明显增高,并伴有Ser9磷酸化的GSK-3水平的降低;NF磷酸化程度增强,tau在Ser198/Ser199/Ser202位点的磷酸化增强.1 μmol/L WT处理细胞3 h,GSK-3活性与对照组和处理1 h组相比明显下降,NF磷酸化程度较1 h降低,但仍高于正常水平.1 μmol/L WT处理细胞6 h,细胞形态、GSK-3活性、Ser9磷酸化形式的GSK-3β的表达、NF磷酸化程度与对照组相比均无明显改变.WT呈剂量依赖性降低细胞代谢率.1 μmol/L WT处理细胞1 h和3 h导致细胞变圆,突起变短甚至消失.1 μmol/L WT处理细胞1 h,用TUNEL法和电子显微镜技术未观察到细胞凋亡.研究结果提示:在N2a细胞中过度激活GSK-3可导致神经细丝和tau蛋白的AD样过度磷酸化,从而引起神经细胞的AD样退行性变.

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