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蛋白磷酸酯酶-2A(PP2A)是一种在真核细胞中普遍存在的丝/苏氨酸磷酸酯酶,它参与细胞内许多信号途径。PP2A的核心酶由一个催化亚基C和结构亚基A组成,这个核心酶可以和不同的调节B亚基结合形成具有不同催化功能的全酶。PP2A催化亚基翻译后磷酸化和甲基化修饰可影响PP2A活性的调节。PP2A催化亚基Tyr307位点经蛋白酪氨酸激酶(如Src)磷酸化后活性下降;催化亚基Leu309位点可以被PP2A特异性甲基转移酶(PPMT1)/甲酯酶(PME-1)甲基化/去甲基化修饰调节,甲基化后可增强PP2A活性,去甲基化则使PP2A活性降低。PP2A与糖原合酶激酶-3(GSK-3)是微管相关蛋白Tau磷酸化修饰最为重要的蛋白磷酸酯酶和磷酸激酶,它们调节的失衡可造成Tau过度磷酸化,导致AD的病理学改变。在阿尔茨海默病患者脑中PP2A活性下降,其具体机制尚不明确。我们课题组已经发现,GSK-3可上调蛋白磷酸酯酶抑制因子-2 (I2PP2A)的表达水平而下调PP2A活性,GSK-3与I2PP2A相关系数R=0.9158,GSK-3活性与PP2A活性成负相关系数R=0.9166,而I2PP2A与PP2A负相关系数R=0.7164。这些研究结果提示,GSK-3很可能还通过其他途径调节PP2A活性。目的:为了进一步探讨GSK-3对PP2Ac翻译后的调节机制,我们在整体水平改变GSK-3的活性,在细胞水平增加GSK-3的表达,通过检测PP2A催化亚基磷酸化和甲基化水平变化来进一步阐明GSK-3对PP2A催化亚基的翻译后修饰调节的可能机制。材料和方法:整体水平采用Sprague Dawley (SD)大鼠,侧脑室定位注射GSK-3拮抗剂SB216763(SB)和激动剂wortmannin(WT),分组如下:人工脑脊液对照组、70μM SB给药组,100μM WT给药组,侧脑室定位注射GSK-3拮抗剂SB216763(SB)和激动剂wortmannin(WT),在注射24小时后,麻醉灌流取材,免疫组化方法检测PP2Ac、PP2Ac磷酸化和去甲基化水平的变化;细胞水平采用HEK293/wt细胞系,用构建好的野生型GSK-3β质粒体转染24小时后提取蛋白,用免疫印迹(western blot)检测PP2Ac去甲基化、磷酸化及相关酶表达水平的变化。结果:给予GSK-3拮抗剂SB216763处理后,PP2Ac表达水平升高,PP2Ac去甲基化水平和磷酸化水平降低。给予PI3-Kinase抑制剂WT处理后,PP2Ac表达水平降低,PP2Ac去甲基化水平和磷酸化水平升高。GSK-3过表达后,蛋白酪氨酸激酶Src表达水平升高;蛋白磷酸酯酶甲基转移酶(PPMT1)表达水平降低,蛋白磷酸酯酶甲酯酶(PME-1)表达水平升高。抑制Src的表达后,激活GSK-3不能使PP2Ac酪氨酸307磷酸化水平增加。结论:GSK-3可通过Src、PPMT1、PME-1调节PP2A翻译后磷酸化和甲基化水平来改变PP2A的活性。