论文部分内容阅读
平滑肌广泛分布于体内空腔器官的管壁,其中包括泌尿生殖道、胃肠道、呼吸道、血管及淋巴管;平滑肌在皮肤、睫状体附属组织和眼虹膜等组织中亦有分布。平滑肌的一个重要功能就是通过其协调性收缩控制组织器官的形态改变和动力产生及维持。平滑肌收缩主要依赖于肌球蛋白轻链激酶(MLCK)引起的肌球蛋白轻链(RLC)的磷酸化,由此激活肌球蛋白ATP酶、启动横桥运动。大量研究表明:平滑肌中的肌球蛋白轻链激酶(MLCK)/肌球蛋白轻链磷酸酶(MLCP)的相对活性决定RLC的磷酸化水平,而MLCP的活性可受其相互作用蛋白(如CPI-17)的磷酸化或自身亚基(如MYPT1)的磷酸化调控。MYPT1作为MLCP的一个靶向调节亚基,体外研究表明它可以通过磷酸化调节MLCP的活性。MYPT1蛋白的694位苏氨酸残基和852位苏氨酸残基是两个抑制型磷酸化位点,但这两个磷酸化位点在体内平滑肌收缩中是否起调节作用目前尚不清楚。在本论文中,我们通过建立动物模型,在整体水平研究了MYPT1两个主要磷酸化位点在平滑肌收缩中的功能。 首先,我们建立了MYPT1 T694A和T852A单点突变的两种小鼠模型。我们发现:所有T694A杂合子和57.1% T852A纯合子的小鼠均有脐膨出的表型。有此表型的小鼠出生后不能存活,而无此表型的小鼠(T852A纯合子)在生长、形态、行为及繁育等方面均无明显异常。我们由此认为:MYPT1694位苏氨酸残基的磷酸化在小鼠胚胎发育中起着重要作用,而852位苏氨酸残基的作用相对较弱。由于T694A突变鼠出生后死亡,我们只选取胚胎鼠(E18.5)或新生小鼠(P0)的膀胱平滑肌来分析磷酸化位点突变后的收缩表型。在此之前,我们先研究了这两个磷酸化位点在膀胱平滑肌中的磷酸化特征以及ROCK/PKC抑制剂对其抑制效应。结果发现:Thr694位点磷酸化呈组成性(或自发性),其本底磷酸化水平在胚胎鼠(E18.5)和新生小鼠(P0)膀胱中高达近100%饱和程度。我们还发现:在去极化和胆碱能激动剂引起的膀胱平滑肌收缩过程中,除了MYPT1 Thr694位点外,RLC、CPI-17及MYPT1 Thr852位点的磷酸化水平都显著增高,并且ROCK的抑制剂能显著地阻止Thr852位的磷酸化,但不影响Thr694位的磷酸化。通过离体平滑肌条收缩实验对突变小鼠的收缩表型分析发现:T694A突变的膀胱平滑肌在高K+去极化或胆碱能激动剂CCh刺激时,所产生的起始相张力没有变化,而维持相的持续张力(即张力的维持)明显低于对照组。与此同时,我们还发现平滑肌在维持相时的RLC磷酸化水平亦随之降低。当用催化亚基(PP1c)的抑制剂Calyculin A处理平滑肌时,仍能诱导MYPT1 T694A平滑肌产生收缩,且其强度与对照平滑肌无差别。以上结果证实:T694A的突变所引起维持相张力的减弱是由于MLCP活性增强、RLC磷酸化水平降低所致。我们发现:T852A突变小鼠(E18.5或P0)膀胱平滑肌对去极化或CCh诱发的持续性收缩力略有降低, RLC的磷酸化水平无明显变化。为了检测852位点磷酸化是否在其它平滑肌组织中起调节作用,我们分析了两种具有代表性的成年组织,即代表时相型的膀胱平滑肌和代表紧张型的主动脉平滑肌。结果表明,MYPT1852位点突变后并不影响这两种成年平滑肌的收缩特征。 综上所述,我们的研究发现:MYPT1694位苏氨酸残基的呈组成性磷酸化,可通过抑制MLCP的催化活性来介导平滑肌钙敏性收缩;MYPT1852位苏氨酸残基的磷酸化是可诱导的,但在平滑肌维持相收缩中的调节作用很微弱。该结果首次在体内阐明了MYPT1磷酸化在平滑肌收缩,尤其是在张力维持中的作用。该体内证据表明MYPT1整合信号介导的组成性钙敏性机制在调节平滑肌收缩中的作用。这对于进一步了解平滑肌在生理和病理状态下的肌张力维持具有重要意义。