15-kDa硒蛋白在内质网应激（ERS）和阿尔茨海默病(AD)中的功能研究

Selenium，an essential trace elements， may play different roles in different periods of the AD process. Selenium in the human body works through selenoproteins. The 15-kDa selenoprotein (SEP15) was discoved to be located in the endoplasmic reticulum. Endoplasmic reticulum stress (ERS) was discovered in AD brain. SEP15 expression was identified to be up-regulated by unfolded protein response (UPR) (a signaling pathway activated by ERS), which suggested that SEP15 possibly played some roles in the AD. Combined with the results of our previous work and the published data, we speculated that sep15 gene expression was activated by the ERS and SEP15 promoted cell apoptosis. Therefore, it is proposed that SEP15 deletion may reduce neuronal apoptosis and inhibit AD process. Methods of molecular biology, cell biology, physiology, chemistry, biophysics and bioinformatics will be employed to study the AD cell model of mouse neuroblastoma (N2a-sw), primary cell culture of mouse nerve cells, AD model mice and plasma from AD patients, in order to explore sep15 gene regulation mechanism in ERS, the function of SEP15 response to ERS and SEP15 function in AD process. Upon completion of the project, the relationship between SEP15, ERS and AD will initially be clarified.

硒是人体必须的微量元素，可能在阿尔茨海默病(AD)进程的不同时期扮演不同角色。硒在人体中通过硒蛋白起作用。15-kDa硒蛋白（SEP15）定位于内质网上。AD脑中发现了内质网应激（ERS）现象，而内质网上非折叠蛋白反应（UPR）（ERS激活的一种信号途径）能上调SEP15的表达，说明SEP15可能在AD的进程中起作用。结合我们前期工作和文献报道的结果，我们推测，在ERS激活的信号途径中,SEP15促进细胞凋亡，因此提出SEP15缺失可能减少神经细胞凋亡，抑制AD进程。本项目拟用AD细胞模型（N2a-sw）、原代培养的小鼠神经细胞、AD模型小鼠及人群血浆样本，运用分子生物学、细胞生物学、生理学、化学、生物物理学和生物信息学等手段，探讨ERS对sep15基因表达的调控机制、SEP15在细胞应对ERS中的作用和AD进程中SEP15的生理功能。项目完成后，将初步阐明SEP15、ERS与AD的关系。

硒是人体必需的微量元素，在人体中通过硒蛋白起作用。15-kDa硒蛋白（SEP15）定位于内质网中，其功能尚不清楚。本课题通过生物信息学预测、染色质免疫沉淀、双荧光素报告系统、实时定量PCR和免疫印迹（Western blotting）等方法，证明了HSF1能结合到SEP15的启动子上并激活转录、促进SEP15蛋白的表达，并且与NFκB协同促进SEP15的表达。 .由于内质网应激诱导剂Tm能激活HSF1并促进细胞自噬。我们蛋白组学研究发现衣霉素（Tm）上调细胞泛素化相关蛋白、自噬相关蛋白，抑制蛋白酶体相关通路，而此时SEP15的表达量亦升高，因此我们研究了SEP15在其中的作用。结果显示，Tm诱导下SEP15有促进细胞自噬的作用。细胞处于内质网应激时，HSF1诱导细胞自噬是通过上调SEP15的蛋白表达来实现的。.AD脑中也发现了内质网应激（ERS）。我们在AD病人脑中检测到SEP15的水平明显下调，该结果与我们在细胞模型和AD小鼠模型中得到的结果一致。Tm引起的内质网应激后期，我们也检测到了SEP15蛋白水平下降。我们通过分离细胞器内质网、培养原代培养神经细胞和AD模型细胞等，检测到SEP15与APP相关蛋白共定位。敲低SEP15后发现，参与Aβ1-42 产生的酶和APP剪切形式都增加了,细胞自噬也增加了。上述结果说明，AD后期内质网应激加剧，SEP15水平降低与Aβ1-42 产生和脑组织自噬功能障碍有关。