Rab11效应因子FIP3调控CamKII突触转位的机制研究

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CamKII(Ca2+/calmodulin dependent protein kinase II)是参与形成长时程增强(Long-term potentiation,LTP)的重要激酶,CamKII的激活是LTP诱导的必要条件之一,而CamKII与actin的结合对于结构LTP的形成也起到非常重要的作用。研究表明,CamKII会随着神经元的活性改变而发生转位(translocation),但这种转位机制目前还不清楚。由于能够结合到NMDAR上的CamKII数量极少,而且运用actin解聚剂也无法影响CamKII的定位,我们推测还有其他重要的蛋白参与并调控CamKII转位。我们课题组一直以来对Rab GTPase及其效应因子的功能有着深入研究,在研究RIM1参与调控小鼠海马NMDA受体的运输机制时通过质谱检测发现了NMDA受体复合物中存在FIP3(Rab11 family-interacting protein 3),而FIP3作为Rab11的效应因子引起了我们的注意。进一步实验发现,FIP3在中枢的表达量非常高,在海马CA1区FIP3敲减后能够特异性影响LTP而不影响LTD,同时质谱结果分析发现,FIP3的复合物中存在CamKII。于是我们推测FIP3对LTP的影响可能与CamKII的转位有关。为了进一步研究FIP3是否调控CamKII转位,以及其内的分子机制,我们首先利用GST-pulldown等生化实验技术发现FIP3与CamKII有直接的相互作用,而且结合位点受到Ca2+的调控。敲减FIP3能显著增加CamKII与PSD95的共定位而不影响CamKII与NR2B的共定位,敲减后再激活神经元则不能进一步增加CamKII与PSD95的共定位却仍能够增加CamKII与NR2B的共定位。除此之外,FIP3的敲减会显著增加神经元的树突数量和长度。我们对FIP3 knockout小鼠生化检测,发现前额叶皮层和杏仁核区域的突触相关蛋白的表达量也有显著改变。因此我们得出结论,FIP3敲减影响了CamKII的定位,使其堆积在PSD组分中,不能受到神经活性调控发生进一步的定位改变,从而影响LTP。
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