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    以果蠅模式研究皰疹病毒出核蛋白BFRF1減緩蛋白質包涵體毒性之機制
    (2024) 許鈺暄; Hsu, Yu-Hsuan
    常見多麩醯胺酸異常擴增蛋白質引起的神經退化性疾病,有脊髓小腦共濟失調症、亨丁頓舞蹈症、齒狀紅核蒼白球萎縮症和脊髓延髓性肌肉萎縮症,這些神經退化性疾病的共同病理特徵,為神經細胞中多麩醯胺酸擴增蛋白所形成包涵體的累積,不正常蛋白折疊所形成包涵體的角色,是為疾病的成因或結果尚有爭議,但許多研究發現減少錯誤折疊蛋白質的合成,促進清除蛋白質聚集體,或降低蛋白質聚集體所產生的毒性,皆可有效減緩這類神經退化性疾病。先前研究發現,人類疱疹病毒第四型的 BFRF1 蛋白可誘導的囊泡形成,選擇性地吞噬細胞核內蛋白包涵體,促進神經母細胞瘤細胞核中突變 Huntingtin (Htt)蛋白包涵體的運送和清除。為了進一步了解 BFRF1 蛋白質能否在動物體中有類似效果,本研究利用第三型脊髓小腦共濟失調果蠅模式,測試BFRF1蛋白是否可減緩多麩醯胺酸擴增包涵體的蛋白毒性。我們發現過量表現BFRF1蛋白質,本身並不影響果蠅複眼發育,而 Atxn3 蛋白質所引起的果蠅視網膜神徑細胞退化,可因BFRF1蛋白質表現而緩解,BFRF1 蛋白質也可減少果蠅中可溶性和不溶性的 Atxn3 蛋白質。儘管壽命沒改善,但 BFRF1 蛋白質可增加第三型脊髓小腦共濟失調果蠅模式的運動功能。這些結果說明 BFRF1 蛋白質能在果蠅中抑制突變 Atxn3 蛋白的毒性,其作用可能藉誘導囊泡形成,透過細胞自噬途徑,清除選吞噬蛋白質包涵體。
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    研究新穎化合物上調第三型小腦萎縮症SH-SY5Y细胞自噬降解突變ATXN3蛋白的治療作用
    (2023) 許少凡; Hsu, Shao-Fan
    聚麩醯胺(polyQ)介導的脊髓性小腦共濟失調(SCA)是由編碼polyQ束的CAG三核苷酸重複序列異常擴增引起的異質性退化性疾病。錯誤折疊和聚集的polyQ蛋白是polyQ疾病的一個共同特徵,會導致神經元功能障礙和退化。在SCA中,第三型脊髓性小腦共濟失調症(SCA3)是全球最常見的形式。SCA3的特點是染色體14q32.1上ATXN3基因的CAG重複擴增,在正常個體中重複次數為10至44次,在大多數臨床診斷患者中則重複61至87次。由於擴增的polyQ蛋白的積累可能是致病性的初始事件,因此通過自噬清除聚集蛋白,被認為可以抑制廣泛的下游有害作用,以促進神經細胞存活。因此,本研究旨在尋找可以通過激活自噬作用來清除聚集的ATXN3/Q75的潛在化合物。共測試了10種化合物,包括5種吲哚衍生物和5種香豆素衍生物。其中,吲哚衍生物NC009-1、-2、-6和香豆素衍生物LM-031在Thioflavin T結合和點印跡分析中,會抑制大腸桿菌衍生的ATXN3/Q75蛋白聚集。使用誘導DsRed-LC3表達的HEK-293螢光報告細胞,發現NC009-2、-3和LM-031的處理顯著誘導了DsRed-LC3向自噬體的募集。在ATXN3/Q75-GFP SH-SY5Y細胞中,與未處理的細胞相比,NC009-1、-2、-6和LM-031顯示出良好的聚集抑制潛力,及改善神經突生長,而NC009-1、3、6和LM-031降低ATXN3/Q75蛋白表達後上升的活性氧化物。NC009-1、-2、-6和LM-031通過增加細胞中磷脂醯乙醇胺(PE)偶聯的LC3-II/細胞質LC3-I的比率來啟動自噬。該研究結果可能提供polyQ介導的疾病治療策略的參考。關鍵詞:第三型脊髓性小腦共濟失調症、聚麩醯胺、ATXN3、自噬作用
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    透過調控泛素蛋白酶體系統作為第三型多麩醯胺小腦萎縮症的治療策略
    (2017) 張家寧; Chang, Chia-Ning
    脊髓小腦萎縮症(SCA)為體染色體顯性遺傳之神經退化性疾病,其中第1、2、3、6、7、8、17型SCA及齒狀核紅核蒼白球路易體萎缩症(DRPLA)皆起因於特定基因中CAG三核苷酸不正常擴增,進而轉譯出長鏈的多麩醯胺(PolyQ)蛋白。錯誤摺疊的擴增多麩醯胺蛋白傾向於細胞中形成聚集(Aggregation),此為多麩醯胺疾病(PolyQ disease)之共同病徵。當神經元內累積過多不可溶之聚集,將導致神經元功能障礙,引發漸進性脊髓小腦共濟失調。第三型脊髓小腦萎縮症(SCA3)於眾多亞型中最為常見,患者因座落於14q32.1的ATXN3基因發生突變而致病,在正常人基因中CAG三核苷酸重複約13~36次,但患者基因中重複次數會高達68~79次。由於突變多麩醯胺蛋白的累積為致病主要始因,故透過調控泛素蛋白酶體系統(Ubiquitin proteasome system)活性,以清除聚集的多麩醯胺蛋白,進而抑制聚集導致的細胞毒性,減少神經元死亡,對治療SCA3具有潛力。先前本實驗室使用SCA3 ATXN/Q75-GFP 293細胞株,對順天堂公司提供的中草藥水萃物進行檢測,篩選出14種具抑制PolyQ聚集效果的中草藥水萃物。本研究接續上述結果,利用泛素蛋白酶體系統表達細胞(GFPu),經流式細胞儀分析,初步篩選出8種顯著提升蛋白酶體活性之水萃物,並以20S蛋白酶體活性分析及西方轉漬法分析泛素化及GFP蛋白確認之。其次鎖定其中5種中草藥水萃物,利用誘導神經分化的ATXN3/Q75-GFP SH-SY5Y細胞,經分析聚集、神經突生長(Neurite outgrowth)、凋亡蛋白酶3 (Caspase 3)活性、蛋白酶體活性,及ATXN3/Q75-GFP、泛素、Bcl-2、Bax等蛋白表現量,確認中草藥水萃物之神經保護效果。最後針對其中兩種中草藥水萃物之3種活性成分,以GFPu細胞及ATXN3/Q75-GFP SH-SY5Y細胞,分別確認其活化蛋白酶體及神經保護效果。此研究希冀能提供SCA3等多麩醯胺疾病良好的治療策略。