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多巴胺受体(DAR)是G蛋白偶联受体(GPCR)家族成员,根据其信号转导、药理学及结构特征可以分为两大类:一类为D1样受体,包含D1和D5受体,与Gs蛋白相偶联并能激活腺苷酸环化酶(AC)升高细胞内的cAMP水平;一类为D2样受体,包括D2、D3和D4受体,D2样受体与Gi蛋白偶联,导致AC活性降低,从而使cAMP水平下降。多巴胺D2受体(D2DAR)是中枢神经系统疾病治疗和药物发现的重要靶标,如D2DAR激动剂具有很好的抗帕金森病(PD)效果,而很多精神分裂症药物是D2DAR拮抗剂。PSD-95是突触后致密物质区(PSD)中富含的一种蛋白质,属于膜结合鸟苷酸激酶(MAGUK)超家族一员,除作为锚定蛋白外,还能与受体、离子通道及胞内信号分子形成复合物调节信号转导,是重要的功能调节因子。
本文运用免疫共沉淀方法发现PSD-95与D2DAR在HEK293T细胞和SD大鼠纹状体中能够相互结合形成复合物,PSD-95通过其N端与D2DAR结合;D2DAR激活以后,其与PSD-95的结合状态发生改变,在刺激15和30 min时相互结合量明显减少;而β-arrestin并不影响PSD-95与D2DAR的相互作用。
D2DAR被激动剂激活以后,会被PKA和GRK等磷酸化,接着发生脱敏、内化、回膜和复敏等一系列循环过程。运用配体-受体结合实验,发现PSD-95对D2DAR的表达及其与配体的结合没有影响,不改变D2DAR内化与回膜过程;功能实验说明PSD-95的表达不能改变D2DAR所介导的对cAMP的抑制;
[35S]GTPγS实验证实,PSD-95不会影响基础状态下D2DAR与Gi蛋白的偶联,但是能够加速D2DAR的脱敏并减缓其复敏。
PSD-95和D2DAR在PD的发生发展中有一定作用。研究发现PD大鼠纹状体中PSD-95的表达量明显减低,其在突触后膜中的分布也显著减少;而长期给予L-DOPA后,能够逆转这种效应,PSD-95的表达量明显升高,其在突触后膜中的分布也恢复到正常水平;在PD大鼠纹状体中,PSD一95与D2DAR的相互结合量明显下降;而在L-DOPA治疗以后,PSD-95与D2DAR的相互结合恢复到正常水平。
综上所述,本研究发现PSD-95通过其N端与D2DAR相互结合,PSD-95不影响D2DAR的激活,但是能加速D2DAR脱敏并延缓脱敏受体复敏;PSD-95与D2DAR的结合状态在PD和长期给予L-DOPA后亦有改变。PSD-95的调控可能对突触后D2DAR的功能及与其相关的神经精神疾病的治疗有重要意义。