PKC SUMO化修饰调控甘氨酸受体组成型内吞的机制研究

Surface trafficking of glycine receptor (GlyR) plays an important role in balancing neuronal excitability. An impairment of neuronal balance may lead to neuronal dysfunction. However, trafficking mechanisms of regulated endocytosis and constitutive endocytosis of GlyR remain unknown. Our previous results show activation of KA receptor (KAR) by kainate induces PKC deSUMOylation-dependent GlyR endocytosis. To further explore the possibility and mechanism of PKC SUMOylation participates in GlyR constitutive endocytosis, the aim of this project is to investigate whether and how GlyR constitutive endocytosis is regulated by PKC SUMOylation and explore the possible pathway that PKC SUMOylation regulates GlyR phosphorylation and the interaction between GlyR and gephyrin protein and ultimately result in GlyR constitutive endocytosis. This study will provide new insights for the role of PKC SUMOylation in regulation of GlyR constitutive endocytosis and in synapse inhibitory regulation and neuronal excitability control.

甘氨酸受体（GlyR）膜转运调控对于神经元维持适当兴奋性是至关重要的，神经元兴奋性失衡会导致神经网络过度兴奋或过度抑制，引起相关神经系统疾病。目前GlyR调节型内吞和组成型内吞的调控机制知之甚少。我们的前期研究表明脊髓神经元中PKC SUMO化修饰参与调控kainate激活KA受体介导的GlyR瞬时调节型内吞。为了探讨PKC SUMO化修饰对神经元GlyR组成型内吞的调节作用及可能机制，本项目致力于揭示神经元内源性GlyR组成型内吞，并且在此现象基础上研究PKC SUMO化修饰调节GlyR磷酸化、GlyR和gephyrin蛋白结合进而调控GlyR组成型内吞通路的可能性，探讨其在甘氨酸能抑制性突触传递过程中的功能。为阐明PKC SUMO化修饰调控GlyR膜转运中组成型内吞环节的具体机制及其在神经元兴奋性调节中的作用提供新的思路。

本项目主要在原有研究基础上，探讨PKC SUMO化修饰对GlyR组成型内吞的调节作用及可能机制。揭示了大鼠脊髓神经元内源性GlyR组成型内吞现象，发现了PKC SUMO化修饰通过调控GlyR磷酸化以及GlyR与其脚手架蛋白Gephyrin的结合水平参与调节GlyR组成型内吞，并初步探索了该调控通路在甘氨酸能突触传递中的作用。此外，我们发现Pax6蛋白能够发生SUMO化修饰，并鉴定了Pax6 SUMO化修饰位点，将继续研究Pax6 SUMO化修饰对其表达量及转录活性的调节作用。这些研究探讨了SUMO化修饰在甘氨酸能突触传递、组织损伤修复等领域的新机制。.同时，我们探索了不同细胞信号转导通路在视网膜干细胞（RPC）增殖分化过程中的作用。RA（视黄酸）作为临床疗效最确切的分化诱导剂，不仅可以通过上调miR-29a进而抑制REST的表达，还可以直接通过促进REST的蛋白酶体降解途径加速REST的降解进而参与到RPC的增殖分化调节过程。其次，在RPC中，我们还鉴定了Rbm8a作为miR-29a的直接作用靶基因，参与调节RPC的增殖分化。以及IGF-1通过激活IGF-1R、BTC通过激活EGFR，分别不同程度的激活PI3K/Akt和MAPK/Erk 信号通路促进RPC增殖；同时有效促进RPC更多的朝向视网膜神经元方向分化。这些研究阐明了不同细胞信号转导通路在视网膜干细胞增殖分化领域的作用及部分机制，为今后RPCs在视网膜退行性疾病治疗领域的应用打下理论基础。.项目执行期间，在《Cell Death and Disease》、《Journal of Cellular and Molecular Medicine》、《Cell Cycle》、《Oncotarget》等杂志上发表SCI学术论文5篇（均标注有本项目的资助编号，其中四篇本项目负责人为发表论文的通讯作者），待发表SCI论文2篇。