心血管疾病與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

關(guān)于心血管疾病與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激1第1頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三2內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmicreticulumstress,ERS)機(jī)體應(yīng)激----適應(yīng)性反應(yīng)應(yīng)激相關(guān)性疾病:包括多數(shù)心腦血管疾病,退行性疾病和糖尿病等細(xì)胞應(yīng)激細(xì)胞--生命的最基本單位細(xì)胞器反應(yīng)--核應(yīng)激,線粒體應(yīng)激,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

學(xué)術(shù)界有人認(rèn)為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)的中樞，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)活動(dòng)可能控制線粒體和核的活動(dòng)，類似于有人認(rèn)為胃腸道可控制大腦，特別是大多數(shù)腸-腦肽，即腸-腦對話ERS—細(xì)胞應(yīng)激的始動(dòng)（/共同）環(huán)節(jié)ER內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定是實(shí)現(xiàn)ER功能的保證，ERS反應(yīng)實(shí)際上一種亞細(xì)胞水平上的保護(hù)性手段第2頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三3內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能蛋白合成與修飾固醇代謝細(xì)胞內(nèi)Ca2＋調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)自由基生成啟動(dòng)凋亡始動(dòng)線粒體應(yīng)激（ER-Mitosignaling)

始動(dòng)核應(yīng)激(ER-Nuclearsignaling)

合成與組裝應(yīng)激蛋白分子第3頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三4ChristopherC.Glembotski.Circ.Res.2007;101:975-984EndoplasmicReticulumStressintheHeart

------doubleedgedsword

第4頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三5ERS激活的信號通路（一）Unfoldedproteinresponse,UPR

錯(cuò)誤折疊與未折疊蛋白質(zhì)不能按正常途徑出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)從而在其腔內(nèi)聚集所致的細(xì)胞器之間的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，涉及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與胞核、核糖體、高爾基體等多種細(xì)胞器的信號傳遞。（二）ER-overloadresponse，EOR

蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)聚集所致。EOR的效應(yīng)是激活轉(zhuǎn)錄因子NF-κB，與ERS時(shí)Ca2＋貯釋放以及活性氧產(chǎn)生有關(guān)。第5頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三6Theunfoldedproteinresponse

pathwayinmammaliancellsZhaoLH,etal.CurrentOpinioninCellBiology2006;18:444–452第6頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三7ProteintraffickingfromtheERMALHOTRAJD,etal.

ANTIOXIDANTS&REDOXSIGNALING.2007;9(12):2277-2293第7頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三8（三）固醇調(diào)節(jié)級聯(lián)反應(yīng)

ER膜含有sterolregulatoryelementbindingprotein（SREBP）和SREBP

cleavage-activatingprotein（SCAP）。ERS時(shí)在ER膜表面合成的膽固醇耗竭，激活了SREBP，其與SCAP形成復(fù)合物，進(jìn)而被酶解成為轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)入胞核，與靶基因的固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合，增強(qiáng)靶基因轉(zhuǎn)錄。第8頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三9CellDeathandDifferentiation.2006;13:363–373ERstresssignalingpathway第9頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三10MammalianresponsepathwaysforERstressHiderouYoshida.FEBSJournal.2007;274:630–658第10頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三11

ERS的效應(yīng)（一）誘導(dǎo)應(yīng)激蛋白表達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶，如glucose-regulatedprotein/immunoglobulin-bindingprotein（GRP78、GRP94）、ERp29、ERp72、calreticulin、calnexin和ORP150（oxygen-regulatedprotein）、HSP與蛋白加工和Ca2+相關(guān)的酶，如proteindisulfideisomerase(PDI）、SERCA其它:HO-1、stress-associatedERprotein1(SERP1）、Herp、胞漿蛋白和核蛋白等（二）抑制蛋白質(zhì)翻譯

是UPR的另一主要效應(yīng)，其途徑一是eukaryotictranslationinitiationfactor2α(eIF2α)被雙鏈RNA激活的蛋白激酶(PKR)或PKR樣ER激酶(PERK）磷酸化而激活；二是Ire1β酶切28S核糖體RNA意義：減輕ER內(nèi)蛋白加工機(jī)制的負(fù)擔(dān)可減輕細(xì)胞損傷第11頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三12（三）NF-κB激活的效應(yīng)

NF-κB是EOR的核心靶因子，也是免疫-炎癥反應(yīng)的核心轉(zhuǎn)錄因子（四）影響脂類代謝

固醇調(diào)節(jié)級聯(lián)反應(yīng)所激活的轉(zhuǎn)錄因子SREBP的靶基因包括：膽固醇合成酶系的基因，脂肪酸合成酶系的基因，與細(xì)胞攝取膽固醇和脂肪酸相關(guān)的蛋白的基因等意義：調(diào)節(jié)膽固醇和脂肪酸的合成與攝取，影響生物膜合成

(五）ERS&[Ca2+]i調(diào)節(jié)和氧化應(yīng)激反應(yīng)

第12頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三13（六）過強(qiáng)/持續(xù)ERS誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

ER含有促凋亡因子如caspase-12、CHOP/GADD153、Cnx1;也含有抑制因子如BaxinhibitorI、Bap31、GRP78、PDI、ORP150ERS過強(qiáng)時(shí)促凋亡機(jī)制占主導(dǎo)：激活Caspase-12:ERS使胞漿caspase-7轉(zhuǎn)位至ER表面，酶切ER漿面的caspase-12。GRP78可抑制caspase-12所致凋亡誘導(dǎo)CHOP（C/EBPhomologyprotein）表達(dá)。其基因含有ERSE，可被ERS誘導(dǎo)表達(dá)繼而促進(jìn)凋亡激活線粒體介導(dǎo)的凋亡通路其它機(jī)制，如活化的Ire1激活JNK第13頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三14ERstress-inducedapoptoticpathwaysHiderouYoshida.FEBSJournal.2007;274:630–658第14頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三15MammalianERstressresponseHiderouYoshida.FEBSJournal.2007;274:630–658第15頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三16誘發(fā)ERS產(chǎn)生預(yù)適應(yīng)保護(hù)；通過轉(zhuǎn)基因等方法使ER分子伴侶等高表達(dá)可能成為細(xì)胞保護(hù)的重要策略問題：ERS與線粒體和胞核等其它細(xì)胞器應(yīng)激之間的關(guān)系、其在組織與器官功能障礙中的作用、在疾病發(fā)生與發(fā)展中的意義等，這些問題的解決將有助于揭示疾病的亞細(xì)胞機(jī)制并尋找有效的新防治措施第16頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三17ERS反應(yīng)過程（一）早期蛋白質(zhì)合成啟動(dòng)暫停

迅速發(fā)生（~數(shù)分鐘）參與翻譯起始復(fù)合體形成的eIF2有α、β、γ亞基,磷酸化eIF2α蛋白可抑制eIF2β的GTP-GDP交換功能，使eIF2不能被重復(fù)利用促進(jìn)磷酸化反應(yīng)的蛋白激酶分別是GCN2、HRI、PKR。ERS都經(jīng)過PERK（PKR-likeERKinase,PERK）激活eIF2α蛋白磷酸化，然后產(chǎn)生蛋白質(zhì)翻譯啟動(dòng)的停頓負(fù)反饋性抑制蛋白質(zhì)合成，減輕了新合成蛋白的進(jìn)一步堆積，這種抑制是一種臨時(shí)的防御性措施第17頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三18

（二）ERS中期整合應(yīng)激反應(yīng)

ERS原較長時(shí)間暴露時(shí)，ER特有應(yīng)激蛋白如伴侶蛋白GRP78、GRP94以及GADD34、CHOP、ATF4等表達(dá)增加，從而提高受損細(xì)胞應(yīng)付未折疊蛋白或抵御其它應(yīng)激因素的能力這些應(yīng)激蛋白表達(dá)增加的中間環(huán)節(jié)離不開磷酸化eIF2α的直接參與磷酸化eIF2α蛋白整合了包括蛋白質(zhì)合成的恢復(fù)與特有應(yīng)激蛋白的表達(dá)等后磷酸化eIF2α蛋白反應(yīng)，這類反應(yīng)總稱為整合應(yīng)激反應(yīng)（integratedstressresponse,ISR),需1-2小時(shí)才能完成第18頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三19（三）后期內(nèi)質(zhì)網(wǎng)性凋亡過程

整合應(yīng)激反應(yīng)的演進(jìn)，一方面調(diào)動(dòng)應(yīng)激反應(yīng)蛋白以抵御應(yīng)激誘因存在的有害影響和調(diào)整ER功能以適應(yīng)新的內(nèi)環(huán)境變化另一方面表達(dá)有可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡的應(yīng)激蛋白調(diào)節(jié)基因如CHOP等，以備最后清除根本無法恢復(fù)正常功能的受損細(xì)胞有一套自身完整的、與線粒體性細(xì)胞凋亡平行的信號傳遞通路：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)性降解（ER-associateddegradation,ERAD）.READ大體包含ERS誘導(dǎo)CHOP/GADD153表達(dá)、c-JNK的活化和/或capase-12蛋白水解酶的活化等方式第19頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三20內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與心肌重塑和心力衰竭細(xì)胞應(yīng)激原(缺血缺氧牽張神經(jīng)內(nèi)分泌因子)---細(xì)胞應(yīng)激(ERS,分子markers)---適應(yīng)反應(yīng)心肌肥大向心衰發(fā)展(持續(xù)ERS)---[Ca2+]ioverload,OFR,應(yīng)激蛋白,線粒體應(yīng)激,核應(yīng)激,啟動(dòng)凋亡.第20頁，講稿共23頁，2023年5月2日，星期三21

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與