通过血小板衍生生长因子受体α的病理信号传导涉及Akt的慢性激活和p53的抑制

Pathological signaling via platelet-derived growth factor receptor {alpha} involves chronic activation of Akt and suppression of p53.

作者信息Hetian Lei, Gisela Velez, Andrius Kazlauskas
PMID21357737
发布时间2011-05
DOI10.1128/MCB.01321-10

实验完整度

包含体外细胞实验、细胞功能实验(收缩、增殖、凋亡)、机制突变体分析以及兔体内PVR模型,多个独立证据层级。

主要模型

小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)及其衍生细胞系(F、Fα、FαΔx、FαΔxM等) 兔成纤维细胞(RCF) 兔PVR模型

重点核对

PDGFRα间接激活(RV处理)与直接激活(PDGF-A)对受体二聚化、内化和降解的差异 Akt磷酸化(S473)的持续时间和幅度,特别是60分钟时间点 Mdm2磷酸化(S166)和p53蛋白水平的变化 PDGFRα突变体(Y731/742F)对PI3K/Akt通路及细胞功能的影响 兔PVR模型中细胞的PVR诱导能力(Fastenberg分级)

摘要

与通过PDGF直接激活血小板衍生生长因子(PDGF)受体α(PDGFRα)相反,通过PDGF家族之外的生长因子间接激活未能诱导PDGFRα的二聚化、内化和降解。慢性激活的单体PDGFRα诱导Akt的长时间激活并抑制p53的水平。这些事件足以促进与增殖性玻璃体视网膜病变(PVR)内在相关的细胞反应(增殖、存活和收缩)并诱导疾病本身。这种特征性信号通路似乎超出了PVR,因为以使实体瘤促进的方式失调PDGFRα也导致Akt的慢性激活和p53水平的下降。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
间接激活的PDGFRα如何通过独特的信号传导机制驱动PVR等病理过程?
核心机制
间接激活的PDGFRα不被内化和降解,导致Akt持续激活,进而磷酸化Mdm2,促进p53降解,从而增强细胞增殖和存活。
主要证据
使用Fα细胞系和RV处理,发现RV诱导Akt持续激活并降低p53水平;PDGFRα Y731/742F突变体消除了PI3K/Akt激活和细胞功能增强;兔PVR模型中FαΔxM突变体致病性降低。
研究意义
该信号通路可能不仅限于PVR,也适用于PDGFRα驱动的肿瘤(如GIST和胶质母细胞瘤),为相关疾病治疗提供新靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

验证间接激活与直接激活对PDGFRα命运的影响

比较PDGF和RV处理下PDGFRα的二聚化、内化和降解情况

使用Fα细胞,经PDGF-A或RV处理不同时间,检测受体二聚化(BS3交联)、内化(生物素标记)和降解(Western blot)

2

比较直接与间接激活对下游信号通路的影响

对比PDGF和RV激活PDGFRα后Akt和Erk的磷酸化水平及时间过程

Fα细胞经PDGF-A或RV处理不同时间,Western blot检测p-PDGFRα、p-Akt、p-Erk

3

确定PI3K/Akt是间接激活PDGFRα的关键效应器

检验PI3K/Akt激活是否是RV诱导的细胞反应和PVR所必需

使用PDGFRα突变体(Y731/742F)抑制PI3K结合,检测Akt激活、细胞收缩、增殖、凋亡及兔PVR模型

4

鉴定下游效应器Mdm2和p53

确认间接激活PDGFRα是否通过Mdm2磷酸化降低p53水平

使用磷酸化Akt底物抗体检测55kDa条带,免疫沉淀Mdm2,Western blot检测p-Mdm2和p53水平

5

验证p53在细胞反应中的作用

p53下调是否是RV增强增殖和存活所必需

在野生型和p53敲除MEF中过表达PDGFRα,检测RV依赖的增殖和凋亡

6

评估其他PDGFRα失调机制的适用性

测试GIST相关突变和PDGF高剂量是否也能导致Akt持续激活和p53下降

表达PDGFRα D842V突变体或处理MEF鼠高剂量PDGF,检测Akt、p53水平

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
高糖DMEM培养基Gibco-BRL--
胎牛血清Gemini Bio Products--
青霉素/链霉素----
聚凝胺(海地美溴铵)Sigma--
组氨醇Sigma--
Lipofectamine plus转染试剂Invitrogen--
TransIT-LT1转染试剂----
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGSanta Cruz Biotechnology--
辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠IgGSanta Cruz Biotechnology--
增强化学发光底物Pierce Protein Research Products--
EZ-link 磺基-NHS-SS-生物素Pierce--
BS3交联剂Pierce--
重组人PDGF-APeprotech, Inc.--
抗PDGFRα抗体Cell Signaling--
抗磷酸化Akt(p-Akt)(S473)抗体Cell Signaling--
抗Akt抗体Cell Signaling--
抗磷酸化Erk抗体Cell Signaling--
抗Erk抗体Cell Signaling--
抗磷酸化Akt底物抗体Cell Signaling--
抗p53抗体(货号2524)Cell Signaling--
抗磷酸化Mdm2(S166)抗体SAB Signalway--
抗Mdm2抗体ABGENT--
4G10(抗磷酸酪氨酸抗体)Upstate--
PY20(抗磷酸酪氨酸抗体)BD Transduction Laboratories--
抗PDGFRα(磷酸化Y742)抗体----
FITC标记的膜联蛋白VBD Biosciences--
碘化丙啶----
I型胶原Inamed--
杜氏改良Eagle培养基(DMEM)Gibco-BRL--
L-谷氨酰胺----
四环素Sigma--
嘌呤霉素Sigma--
G418Sigma--
HEPESInvitrogen--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养和模型建立
Fα等细胞系的来源和构建方式、培养条件(DMEM、10% FBS)、血清饥饿时间(24小时)
阅读提示:Materials and Methods - Cell culture
受体激活处理
PDGF-A浓度(50 ng/ml)和RV制备方法(健康兔玻璃体,PDGF不可检测)、处理时间
阅读提示:Materials and Methods - Immunoprecipitation and Western blot analysis, Rabbit model preparation
信号通路检测
抗体信息和Western blot条件(p-Akt S473, p-Mdm2 S166等)
阅读提示:Materials and Methods - Major reagents
细胞功能实验
胶原浓度(1.5 mg/ml)、细胞密度(10^6/ml)、培养时间(3天)、增殖起始密度(30,000细胞/孔)、凋亡检测时间(第3天)
阅读提示:Materials and Methods - Collagen gel contraction assay, Cell proliferation assay, Apoptosis assay
体内PVR模型
细胞注射剂量(2×10^5 cells)、PRP注射、观测时间点(1-28天)、Fastenberg分级标准
阅读提示:Materials and Methods - Rabbit model for PVR