【文献翻译】在衰老的人成纤维细胞中，聚合酶I和转录释放因子(Cavin-1)表达的增加会减弱血小板来源的生长因子受体信号传导
今天给各位翻译的是2014年《Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology》期刊文章：Increased polymerase I and transcript release factor (Cavin-1) expression attenuates platelet-derived growth factor receptor signalling in senescent human fibroblasts。1. 在此之前，我们发现在衰老细胞中，必要的小泡成分聚合酶I和转录释放因子(PTRF)上调并促进了小泡的形成。此外，我们发现PTRF的过表达增加了小泡的数量并诱导细胞衰老。2. 尽管衰老细胞中存在正常水平的受体和下游信号分子，但对生长因子的无反应性是衰老细胞的基本特征之一。3.在此，我们研究了PTRF在年轻细胞和衰老细胞中调控血小板衍生生长因子(PDGF)信号传导中的作用。4. 我们首先证实PTRF在衰老的人类成纤维细胞和衰老的小鼠组织中上调。然后，我们检测了PDGF刺激后年轻细胞和衰老细胞中细胞外信号调节激酶(ERK)的激活情况。5. 我们的研究结果表明，PDGF受体(PDGFRs)的表达在细胞衰老过程中没有改变。有趣的是，在PDGF刺激年轻的复制细胞而不是衰老细胞时，ERK1/2的磷酸化被诱导。诱导ERK1/2磷酸化在衰老细胞和过表达ptrf的存在细胞中受损。此外，我们的研究结果表明，PTRF与PDGFRs相互作用，这种相互作用在衰老细胞中增加。6. 这些结果表明，衰老成纤维细胞对PDGF刺激的无反应可能是由于PTRF水平的增加和小泡的形成，而小泡反过来又隔离了生长受体，如PDGFR及其信号分子。小泡，细胞衰老，血小板源性生长因子受体，聚合酶I和转录物释放因子细胞衰老的特征是在不同的细胞压力下细胞增殖不可逆的停止衰老细胞可以维持其代谢活性，但对凋亡的诱导有抗性，对生长因子的刺激无反应研究表明，衰老细胞具有正常水平的生长因子受体，这些受体与生长因子的结合正常。衰老的人二倍体成纤维细胞对生长因子的无应答被认为与c-fos表达抑制、激活蛋白1 (activator protein-1, AP1) DNA结合减少和DNA合成减少有关然而，在血小板衍生生长因子(PDGF)刺激下，与年龄相关的生长信号通路调节的详细机制尚不清楚。小泡是一种特殊的质膜脂质微结构域，参与多种细胞功能，如内吞作用、信号转导、脂质调节和肿瘤抑制。Caveolin-1是第一个被描述为caveolae主要结构蛋白成分的蛋白聚合酶I和转录释放因子(也被称为Cavin-1)最初被确定为聚合酶I和转录产物释放因子，最近的研究表明PTRF对小泡的形成至关重要。有人提出，小泡是生长受体和信号效应物所在的膜微域，PDGF信号事件发生在小泡中。然而，在细胞衰老的背景下，小泡中PTRF对PDGF信号传导的调节尚未被研究。在之前的研究中，我们发现PTRF在衰老细胞中表达增加，PTRF过表达通过p53/p21和小泡通路诱导细胞衰老。在本研究中，我们发现PTRF会减弱衰老细胞中PDGF受体(PDGFR)的活性，导致衰老细胞对有丝分裂刺激不敏感。先前，我们使用定量蛋白质组学方法，发现PTRF在年轻复制和衰老的WI38细胞中有差异表达在本研究中，我们利用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和western blot分析证实了PTRF在年轻复制和衰老的人成纤维细胞中的表达(图1a)。与我们之前的数据一致，年轻细胞和衰老细胞的PTRF mRNA水平没有明显变化，但衰老的人二倍体成纤维细胞的PTRF蛋白水平明显升高(图1c)。(c)分别用逆转录聚合酶链反应和western blot方法检测年轻复制型和复制性衰老型WI38和IMR90成纤维细胞中PTRF mRNA和蛋白水平的表达。以GAPDH和b-actin作为加载对照。小鼠分别于1 (1M)、3 (3M)、6 (6M)、12 (12M)和24月龄(24M)时使用。PD，数目翻倍。细胞衰老被认为是生物体衰老的缩影，它可能有助于衰老并预测与年龄相关的病理因此，我们检测了PTRF在不同类型小鼠组织中的表达。如图1b所示，PTRF蛋白的表达随着年龄的增长而显著上调。总之，这些结果表明PTRF的表达随着体外细胞衰老和体内生物体衰老而增加。研究表明，衰老细胞具有正常数量的生长因子受体，并且这些受体对生长因子具有正常的结合亲和力。为了了解PDGF信号在细胞衰老中的作用，我们使用western blot分析方法检测了pdgfr与其他衰老标记蛋白在年轻和衰老的人二倍体成纤维细胞中的表达。我们证实PDGFRs的水平在细胞衰老过程中没有变化(图2)。因此，衰老细胞对生长因子的反应性减弱可能是由于受体后信号转导途径。由于衰老细胞具有正常的生长因子受体，因此我们在PDGF处理后的年轻和衰老WI38细胞中检测了细胞外信号调节激酶(ERK)的激活情况，ERK是PDGF信号传导的下游效应物。如图3a所示，PDGF处理后，衰老细胞中ERK1/2的磷酸化水平明显低于年轻细胞。这一发现与衰老细胞对有丝分裂刺激不敏感的观察是一致的。我们之前已经表明，PTRF通过p53/p21和小窝通路在细胞衰老的调节中发挥重要作用。因此，我们研究了PTRF是否对衰老相关的PDGF信号传导有任何影响。年轻WI38细胞中PTRF过表达导致PDGF处理后PTRF转染细胞中ERK1/2磷酸化降低(图3b);而ERK1/2表达不变。(b)用对照质粒(pcDNA3.1)和PTRF表达质粒(pcDNA3.1-PTRF)转染WI38细胞48 h，然后用PDGF (100 ng/mL)处理30 min。然后用western blotting分析总细胞裂解液中PTRF、总ERK1/2和磷酸化p21蛋白的表达。先前，我们证明了PTRF的短暂过表达通过p53/p21和空洞途径诱导衰老因此，PTRF可能是衰老细胞中pdgf介导的信号传导的负调节因子。为了进一步研究PTRF表达与PDGF信号衰减之间的关系，我们通过免疫荧光染色检测了年轻和衰老WI38细胞中PTRF和PDGFRs的亚细胞分布。结果显示，在衰老的WI38细胞中，PTRF特异性地与PDGFRs共定位(图4a)。同样，对年轻和衰老WI38细胞亚细胞组分的分析表明，PTRF定位于年轻WI38细胞的核组分，但在衰老WI38细胞的膜和细胞质组分中富集(图4b)。固定细胞，用PTRF(绿色)、PDGFRa和PDGFRb(红色)抗体和40,60 -二氨基-2-苯基吲哚(DAPI;蓝色)和可视化的激光扫描共聚焦显微镜。小节，10小节。(b) PTRF在年轻复制和复制衰老WI38细胞的细胞质、膜和细胞核部分的亚细胞分布，通过western blot检测。总之，我们的研究结果表明，PTRF在细胞衰老过程中易位到细胞质和质膜上，并与pdgfr相互作用。鉴于PTRF与PDGFRs共定位并抑制衰老WI38细胞中的PDGF信号传导，我们想知道PTRF是否通过与PDGFRs相互作用来调节PDGF信号传导。因此，我们研究了年轻和衰老WI38细胞中PTRF和PDGFRs之间的相互作用。我们发现PDGFR a/b在年轻细胞和衰老细胞中通过共免疫沉淀与PTRF相互作用，但在衰老细胞中PTRF和PDGFRs之间的相互作用增强(图5)。使用年轻细胞和衰老细胞中含有等量PTRF的细胞裂解液进行抗PTRF免疫沉淀，并使用抗PTRF、抗pdgfra和抗pdgfrb抗体进行免疫复合物的免疫印迹分析。PD，总体双线;IP,免疫沉淀反应。这些结果表明，PTRF的上调以及PTRF和PDGFRs之间的相互作用增强可能参与了衰老细胞中PDGF信号的减弱。聚合酶I和转录释放因子是小泡的重要组成部分，小泡是涉及信号转导、脂质调节和内吞作用的特化质膜结构域。在之前的研究中，我们发现PTRF在细胞衰老过程中被上调并转移到质膜上，促进了小泡的形成。我们还发现，在年轻的增殖细胞中，PTRF的过表达增加了小泡的形成，诱导了细胞衰老。在本研究中，我们研究了PTFR表达与衰老成纤维细胞对PDGF刺激的无反应性之间的关系。我们发现PTRF在衰老的人成纤维细胞和衰老的小鼠组织中上调，但PDGFRs的水平在人成纤维细胞衰老过程中保持不变。与衰老细胞对有丝分裂刺激不敏感的事实一致，我们观察到衰老WI38细胞中ERK 1/2的激活在PDGF刺激下显着抑制。此外，在年轻的WI38细胞中，PDGF刺激后的ERK 1/2激活通过PTRF的过表达而降低。我们随后证明，在细胞衰老过程中，PTRF定位于细胞质和膜上，并在衰老的WI38细胞中与PDGFRs共定位。我们的共免疫沉淀实验一致地显示，衰老的WI38细胞中PTRF与PDGFRs相互作用。这些结果表明，衰老过程中PTRF的上调促进了小泡的形成，并隔离了生长因子受体，如PDGFRs，这反过来又使衰老细胞对生长因子刺激不敏感。膜系统在协调细胞中多种信号通路中起着核心作用早期的研究表明，丝裂原活化蛋白激酶途径的所有组分都在小泡中集中和组织与我们在本研究中的观察一致，一项类似的研究表明，小泡素-1的上调和小泡数量的增加导致衰老成纤维细胞对表皮生长因子刺激的无反应这表明，衰老相关的小泡成分上调以及随后小泡形成的增加可能有助于衰老细胞中有限的生长信号。聚合酶I、转录产物释放因子和小窝蛋白-1是形成小窝所必需的;因此，我们推断PTRF-或小泡蛋白1诱导的生长信号衰减可能涉及类似的小泡形成增加的机制。在之前的研究中，我们发现cavin家族蛋白，包括PTRF，血清剥夺反应相关基因产物结合C激酶(SRBC)和血清剥夺反应蛋白(SDPR)，在乳腺癌细胞系和乳腺肿瘤组织中协同下调总之，这些观察结果表明，小泡可能通过限制预转化细胞不受控制的增殖潜力来抑制肿瘤。衰老和癌症具有共同的生物学特性，衰老相关的小泡和小泡信号的变化可能导致衰老相关的表型，如衰老相关的分泌表型、对诱导凋亡的抵抗、对有丝分裂刺激的无反应和衰老相关的病理。因此，小泡和下游信号可能是衰老相关疾病的潜在治疗靶点和有用的预后标志物。不同生理病理条件下，小泡形成及下游信号调控的机制仍有待探索。PDF原文见附件。