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研究PP2A催化亚基在心脏中的功能

作　者: 顾鹏宇
导　师: 高翔
学　校: 南京大学
专　业: 遗传学
关键词: PP2A Ppp2ca Ppp2cb 条件基因敲除心功能失常肌节
分类号: R541
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

PP2A (2A型蛋白磷酸酶)是体内的主要丝氨酸／苏氨酸磷酸酶,在细胞生长,胚胎发育和人类疾病中具有重要功能。敲除小鼠的PP2A催化亚基α异构体(Ppp2ca)会导致死亡发生在胚胎期6.5天。因此无法在接下来的发育过程中研究PP2A的功能。为解决这个问题,我们制备了PP2A催化亚基的条件敲除小鼠,包括α异构体(Ppp2ca)和β异构体(Ppp2cb)。在出生后阶段特异的敲除心脏中的Ppp2ca导致了新生小鼠死于产后第13天左右时间。组织学检查没有发现心脏上有坏死和纤维化病灶。心脏超声波检查提示小鼠心功能呈逐渐下降趋势。同时我们发现心脏有发生肥大的现象。通过检查心肌细胞内被PP2A调控的蛋白,我们发现PLB, TnI和GSK3β的磷酸化大大增强。作为肾上腺素能通路的负向调控因子,PP2A的活性下降可能引起了与肾上腺素能通路的长期激活的相同效应,进而导致了心功能的失常。GSK3β早在出生后第6天就已被高度磷酸化失活。这提示心肌肥大是通过PP2A活性下降引起的GSK3β失活介导的。为进一步探寻PP2A在心肌细胞中的直接底物,我们还做了磷酸化蛋白质组的研究。通过分析我们发现有两个结构蛋白actinin和desmin的磷酸化程度大大提高,而这两个蛋白与PP2A的催化亚基是共定位于心肌肌节的Z线水平上的。电镜观察心肌细胞的超微结构发现早在小鼠出生后第6天肌节就已经发生结构异常,而此时的小鼠心功能还是相对正常的。综合上面的结果,我们认为敲除Ppp2ca引起了肌节的结构异常进而影响了心脏收缩功能,最终导致心脏衰竭。Ppp2ca的研究经常被报道,而对于Ppp2cb的研究非常少。因此我们又制备了Ppp2cb的条件敲除小鼠。Ppp2cb的全敲小鼠并没有表现出任何可见异常,心功能也是正常的。总之,我们建立了两个关于PP2A催化亚基异构体的条件敲除小鼠。特异的在出生后的心脏中敲除Ppp2ca导致小鼠心脏衰竭和早期死亡。PP2A在小鼠出生后的心脏发育中发挥重要功能。这两个小鼠模型将对于研究PP2A在各个器官组织或各个时间阶段的功能发挥重要作用。

全文目录

Abstract  4-6
中文摘要  6-8
Abbreviations  8-10
Chapter 1: Review: Cardiac hypertrophy and PP2A  10-42
  1.1 Cardiac hypertrophy  11-20
  1.2 The biologic roles of PP2A  20-32
  Summary  32-33
  References  33-42
Chapter 2: Generation of Ppp2ca conditional inactive allele in mouse  42-62
  Introduction  43-44
  Materials and Methods  44-54
  Results  54-59
    2.1 Generation of Ppp2ca conditional allele  54-55
    2.2 Generation of Ppp2ca targeting mice  55-59
  Discussion  59-60
  References  60-62
Chapter 3: Disruption of Ppp2ca in heart causes cardiac dysfunction  62-92
  Introduction  63-65
  Materials and Methods  65-70
  Results  70-87
    3.1 Targeted disruption of Ppp2ca caused premature death  70-73
    3.2 Loss of Ppp2ca resulted in cardiac hypertrophy  73-75
    3.3 Loss of Ppp2ca resulted in decreased cardiac contractility  75-77
    3.4 Mice lacking cardiac Ppp2ca developed cardiac ultrastructural defects  77-79
    3.5 Expression and phosphorylation of regulatory proteins in the heart  79-83
    3.6 Analysis of candidate PP2A substrates by phosphoproteomic mapping  83-87
  Discussion  87-90
  References  90-92
Chapter 4: Generation of Ppp2cb conditional allele in mouse  92-105
  Introduction  93
  Materials and Methods  93-98
  Results  98-102
    4.1 Generation of Ppp2cb conditional allele  98-100
    4.2 Investigate the cardiac function of Ppp2cb knockout mice  100-102
  Discussion  102-104
  References  104-105
致谢  105-106

研究PP2A催化亚基在心脏中的功能

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