圖1:禁食不能完全抑製肺mTOR活性。在暴露於室內空氣或95% O之前,大鼠幼鼠接受雷帕黴素(4 mg/kg)或等量DMSO的i.p.注射224小時。24 H後,母係分離禁食8 H,灌喂無菌H2O, 30min後取肺。圖描述了下遊mTOR底物、S6K1和4E-BP1磷酸化的代表性免疫印跡圖(n=3隻幼崽/條件)
全文
韋斯利M Konsavage1伯大尼愛德華茲2Jeffrey S Shenberger3 *
1美國賓夕法尼亞州荷時市賓夕法尼亞州立醫學院醫學係2美國賓夕法尼亞州匹茲堡市匹茲堡大學家庭醫學係
3.美國馬薩諸塞州斯普林菲爾德Baystate兒童醫院兒科
*通訊作者:Jeffrey S Shenberger,美國馬薩諸塞州斯普林菲爾德Baystate兒童醫院兒科,電話:413-794-5370;電子郵件:Jeffrey.ShenbergerMD@baystatehealth.org
生長失敗是常見的早產兒支氣管肺發育不良(BPD)。高氧是BPD的病因之一,在持續喂養的大鼠幼鼠中,降低肺蛋白合成。為了確定高氧是否導致營養敏感的翻譯調節激酶mTOR(雷帕黴素的哺乳動物靶點)的改變有助於減少起始事件,我們檢測了暴露於24小時室內空氣(RA)或95% O的4日齡斯普ague Dawley大鼠幼鼠的飲食刺激的mTOR活性和真核起始因子4F (eIF4F)的聚集2(牛)。在16小時時,幼仔被母親分開禁食8小時,然後喂食牛奶配方奶粉或水。在RA和公牛動物中,禁食抑製了mTOR底物S6K1的磷酸化,但正餐喂養在兩組中幾乎沒有影響。雖然禁食不能改變eIF4F的組合,但喂養增加了兩組的eIF4F組合。在禁食和飼養條件下,牛在起始階段的多聚體聚集減弱。飼喂60分鍾後,牛增加了eIF2α的磷酸化,這是一種mtor獨立的起始抑製因子。這些結果表明,高氧對mtor介導的翻譯啟動調節幾乎沒有負麵影響,並強調eIF2α可能是導致O的蛋白質合成能力下降的潛在因素2治療肺。
支氣管肺的發育不良;氧過多;翻譯;磷酸化
類風濕性關節炎:室內空氣;牛:95%的氧氣;mTOR:雷帕黴素的哺乳動物靶點;桶:支氣管肺的發育不良;FSR:蛋白質合成分數率;eIF:真核起始因子;Met-tRNA我見過:啟動程序Methionyl-tRNA;4 e - bp1: eif4e結合蛋白1;S6Rp:核糖體蛋白S6;S6K1:核糖體蛋白S6激酶1。
盡管在新生兒營養管理方麵取得了進展,但在診斷為支氣管肺發育不良(BPD)的早產兒中,體細胞和組織特異性生長缺陷仍然是一個常見的發現,BPD是一種新生兒慢性肺病,其特征是肺泡表麵積減少和毛細血管發育異常[1]。BPD中肺部結構的改變導致肺功能減弱,可能持續到兒童期,並可能貫穿整個成人生活[2]。在早產兒呼吸窘迫綜合征的治療過程中,暴露在高濃度的氧氣中可能會挽救生命。然而,高氧,即在高於滿足組織和器官需求所需的分壓下給氧,因其阻礙新生動物肺生長的能力和在BPD發展中的病因作用而被證實[3,4]。由高氧產生的自由基和活性物質有能力調節影響生長的重要細胞代謝功能,包括基因表達的翻譯控製。在成年齧齒動物肺內,高氧降低了蛋白質合成的分數率(FSR)和蛋白質合成效率,而不改變肺總RNA或RNA/蛋白質含量[5]。在新生大鼠肺中,高氧抑製了起始水平的整體mRNA翻譯,並改變了調節mRNA/核糖體結合[6]的真核起始因子(eIF)的活性。
mRNA轉譯為蛋白質從起始開始,mRNA與40S核糖體亞基結合形成43S預起始複合體,核糖體複合體掃描到起始密碼子,Met-tRNA結合我見過(引發劑甲硫酰基- trna)到40S核糖體亞基。所有核編碼真核mRNA的5 '端7-甲基- gtp帽將40S核糖體亞基與mRNA結合通過eIF4F複合體是帽狀結合蛋白eIF4E、支架蛋白eIF4G和RNA解旋酶eIF4A[7]的異源三聚體聚合體。eIF4E結合蛋白-1 (4E-BP1)抑製了eIF4E與5 ' -cap結合的調控。哺乳動物雷帕黴素(mTOR)的營養敏感激酶磷酸化4EBP1,釋放eIF4E,使活性eIF4G:eIF4E複合物[8]形成。Met-tRNA的結合我見過對40S核糖體亞基的影響由eIF2[7]介導。為了吸引Met-tRNA我Met, eIF2必須生成GTP,這一步由鳥苷酸核苷酸交換因子eIF2B[9]催化。Ser上eIF2 α亞基的磷酸化51穩定eIF2B[10]的不活躍的、gdp約束的形式。eIF2B的活性也由其催化ε亞基介導,該亞基由表達和糖原合成酶激酶3介導的磷酸化[11]調節。綜上所述,啟動的翻譯調控既包括eIF4F複合體在5 ' -mRNA帽上的組裝,也包括Met-tRNA的成功募集我見過eIF2。
在新生兒時期,快速生長對應著高的蛋白質合成率。新生兒骨骼肌量的增加與喂養[12]後蛋白質合成反應的增強直接相關。喂養也會增加新生兒肺中的FSR,但程度小於肌肉[13]。成熟奶、初乳和配方飼料幾乎是無初乳的4-6日齡仔豬[13]肺內FSR的兩倍。
在骨骼肌中,進食刺激多聚體組裝、eIF4F組裝(eIF4G:eIF4E結合增加)和4e - bp1和核糖體蛋白S6 (S6Rp)在30分鍾內的磷酸化[14]。病理條件也被證明對蛋白質合成的翻譯調節有負麵影響。脂多糖降低糖酵解肌中的FSR,同時降低eIF4G:eIF4E結合和磷酸化mTOR底物4E-BP1和核糖體蛋白S6激酶-1 (S6K1),這表明mTOR活性的降低至少部分導致了蛋白質合成[15]的減少。
我們之前已經證明接觸95%的O2減少蛋白質合成和多聚體聚集,同時增加連續哺乳新生大鼠[6]肺中eIF2α磷酸化。為了直接評估高氧改變喂養誘導的蛋白質合成的能力,我們設計了當前的研究來測試假設,即高氧不改變喂養誘導的啟動複合體組裝或mtor介導的新生幼鼠肺部mRNA翻譯的調節。
動物模型及條件
時間妊娠的Sprague Dawley大鼠在妊娠第14天(查爾斯河實驗室,波士頓,馬薩諸塞州)被安置在標準鼠籠中,直到分娩後第4天。幼崽被擠在水壩之間,每窩幼崽的總數被殺至12隻。在出生第4天,幼犬被稱量體重,幼犬被放置在有室內空氣(RA)或95% O循環的有機玻璃室中2(Ox)如前所述[6]。交付100% O2使用計算機化係統(BioSpherix Ltd., OxyCycler a)不斷進行調整通過一個小風扇和CO2保持在< 0.5%。房間空氣和O2-暴露動物同時進行研究。水壩提供了標準的鼠糧和水隨意,暴露在常規日/光周期12小時,並保持在26°C和75-80%的濕度。
在暴露於RA或Ox的16小時後,幼犬被稱量體重並分為兩組。在第一組,動物被送回大壩,在RA或牛(水壩飼養,n=3每大氣)共24小時。剩下的幼鼠被從大壩中分離出來,進行禁食,並被放入單獨的籠子中(n=9個大氣壓),籠子裏鋪有標準的齧鼠被褥,覆蓋溫度為37°C(紐約果園公園Gaymar)的溫水毯。使用肺中S6K1的磷酸化作為mTOR活性指標的初步研究表明,需要8小時的分離才能減少S6K1的磷酸化。禁食後,給幼犬喂食0.4 ml無菌水(水喂養,n=3 /大氣壓)或人類嬰兒早產兒配方奶粉(24千卡/盎司),使用連接在注射器上的24規格喂食針(配方喂養,n=6 /大氣壓)。根據對水壩喂養的幼崽的分析,確定0.4 ml的體積為新生兒胃的近似體積。喂食後,幼崽被放回各自的房間。水喂養的幼犬在30分鍾後被研究,而配方奶喂養的幼犬在30分鍾後被研究,另一半在60分鍾後被研究。在這些時間間隔內,幼犬被斬首並按[6]所述收獲肺。在一組幼崽中,也采集了右側腓腸肌和整個肝髒。 To examine residual mTOR activity after fasting, a group of water-fed pups were treated with rapamycin [4 mg/kg, i.p. (LC Laboratories (Woburn, MA)] in 5% DMSO or an equivalent volume of DMSO vehicle 1 hour prior to placement in their respective atmosphere. Animal protocols were approved by the Institutional Animal Care and Use Committee at the Pennsylvania State University College of Medicine.
eIF4F組裝
用親和層析法分離含eIF4E蛋白複合物[6]。用冰冷的Dounce組織勻漿器將冷凍的左肺粉碎,並溶解在CHAPS裂解緩衝液中(40 mM HEPES PH 7.5, 120 mM NaCl, 1 mM EDTA, 10 mM焦磷酸鹽,10 mM β-甘油磷酸,40 mM naf, 1.5 mM原釩酸鈉,0.1 mM PMSF, 1 mM苯甲脒,1 mM DTT, 0.3% CHAPS)。100微克肺總蛋白與洗過的m7-GTP Sepharose beads (GE Scientific, pistcataway, NJ),在4℃下孵育2小時。在孵育之後,小球被製成顆粒,洗滌,通過煮沸去除蛋白質複合物。通過電泳分離親和純化蛋白複合物,並用eIF4E、eIF4G和4E-BP1抗體進行免疫印跡。免疫印跡是可視化通過使用基因Gnome生物成像係統(Syngene Incorporated,弗雷德裏克斯堡,馬裏蘭州)在每個凋落物組(RA和Ox)中在相同條件下培養eIF4E、eIF4G和4E-BP1印跡進行量化。對於免疫印跡圖,大量的動物和條件需要從相同的凝膠[6]“粘貼”在一起。
在10% Bis-Tris凝膠(Invitrogen/Biosource, Carlsbad, CA)上電泳分離CHAPS裂解緩衝液中等量的蛋白質,並轉移到PVDF膜[6]上。用以下抗體孵育膜:S6K1 (Thr389), S6rp (Thr235/236), 4E-BP1 (Thr70), eIF4E, eIF4G, eIF2B,和eIF2α(都是1:1000,除了S6Rp (Thr235/236在1:20 00);細胞信號技術,貝弗利,MA);S6K1和4E-BP1(分別為1:2500和1:10 000,Bethyl Laboratories, Montgomery, TX);eIF2α(Ser51)和eIF2Bε (Ser535) (1:1000;表達載體);β肌動蛋白(1:5000;西格瑪化工,聖路易斯,密蘇裏州);和種特異性辣根過氧化物酶偶聯二抗體(1:5000;通用電氣科學)。將每個凝膠上的蛋白表達歸一化為β-肌動蛋白,計算磷酸化蛋白與總蛋白的比例。
多核糖體分析
采用蔗糖梯度離心分析肺多聚體聚集,如前所述[6]。簡單地說,肺組織在再懸浮緩衝液中均質[50 mM HEPES, pH 7.4;75毫米氯化鉀;5毫米毫克2Cl2;250毫米蔗糖;100µg / ml cyclohexamide;德勤約2毫米;特裏同x - 100 1%;1.3%脫氧膽酸鹽;10µl/ml Super-asin (Ambion, Austin, TX)],離心清除,上清分層到20-47%線性蔗糖梯度上。梯度分離在90000 x g在4℃的超離心機中4小時。然後使用Fluorinet分餾器向上位移每個梯度,並在圖表記錄儀上記錄254 nm處的光密度。
統計分析
除雷帕黴素實驗外,在每個大氣壓下的暴露量至少為2升,雷帕黴素實驗是使用兩窩的單次試驗。采用t檢驗或方差分析(方差分析,單或雙向)和Tukey檢驗對正態分布數據進行分析,以在適當的情況下識別個體差異。非正態分布數據分析采用Mann-Whitney或Kruskal-Wallis秩方差分析,適當時采用Dunn方法進行多重比較檢驗。為簡單起見,不論檢驗方法如何,均將圖中的數據列為平均值±SEM,顯著性水平設為p<0.05。
禁食抑製RA和ox暴露大鼠幼鼠肺部的mTOR活性
為了描述高氧對eIF4F聚集的影響,我們采用產婦分離和新生兒禁食後再補飼的方法,目的是在高氧存在時先抑製,然後刺激mTOR活性和eIF4F聚集。使用S6K1磷酸化作為mTOR激活的標誌,初步研究表明,需要8小時的禁食來減少S6K1在蘇氨酸上的磷酸化389(沒有顯示)。即使在這段禁食期間,mTOR活性也沒有被完全抑製,因為腹腔內注射雷帕黴素進一步抑製S6K1和4E-BP1的磷酸化,使其低於禁食水平(圖1)。在8小時的禁食期間,血清葡萄糖水平保持不變,與幼犬是在RA或Ox中飼養無關(RA:非禁食,92±5;禁食105±15;牛:未禁食,126±23;空腹95±6mg /dl, NS)。與我們之前的研究結果一致的是,幼鼠24小時暴露於95% O2增加的重量與在室內空氣中飼養的相似(RA:時間0-11.2±0.3 g, 24小時-13.2±0.4 g;牛:時間0-11.3±0.2 g, 24小時-13.1±0.2 g, NS)[6]。在8小時的禁食期間,RA或Ox動物的體重沒有變化。
如圖2所示,禁食8小時(水壩喂養vs水喂養)降低了S6K1在蘇氨酸上的磷酸化389但對Thr位點4E-BP1的磷酸化沒有影響70.禁食也減少了S6K1底物S6Rp的磷酸化,盡管隻是在RA動物中(圖2)。然而,配方喂養在30或60分鍾後未能刺激S6K1、S6Rp或4E-BP1的磷酸化水平高於禁食水平(圖2)。這些研究表明,雖然禁食能夠抑製肺中mTOR的活性,但配方喂養誘導的肺刺激相當不敏感。
圖2:喂養不能刺激暴露於RA和ox的大鼠幼鼠的mTOR活性。A)免疫印跡是S6K1, S6Rp和4E-BP1磷酸化的代表。直方圖(B-D)顯示了房間空氣中肺部的平均磷酸化水平(黑色)和95% O2暴露(灰色)幼崽。列表示均值(n=11-12),柱表示SEM。“*”表示與水壩喂養的幼犬相比差異顯著(p<0.05)。
蛋白質合成速率通常與活性eIF4F複合物的形成直接相關。eIF4G與eIF4E的結合(eIF4G:eIF4E)代表了活性eIF4F複合物的組裝。從肺勻漿中親和純化eIF4E可以鑒定eIF4E與eIF4G和4E-BP1的相對關聯。使用這種技術,我們發現禁食和再喂養顯著改變了RA和公牛動物的eIF4G:eIF4E (p<0.05)(圖3)。在RA暴露的幼犬中,eIFG:eIF4E在喂養60分鍾後翻倍(水喂養:0.91±0.22)vs.60分鍾饋電:1.88±0.2,p<0.05-t檢驗)。相比之下,牛動物最大eIF4G:eIF4E發生在喂養後30分鍾(水喂養:1.00±0.20vs.30分鍾饋電:1.99±0.21,NS - Mann-Whitney)。eIF4E的有效性由4e - bp的釋放調節,其磷酸化依賴於mtor。對相同樣本中4E-BP1:eIF4E相關性的評估顯示,禁食增加了RA和ox暴露動物的4E-BP1結合(RA: Dam-fed, 1.0±0.0)vs.給水,2.6±0.5;牛:壩養,1.2±0.1 vs水養,3.2±0.6,p <0.001)。然而,攝食和高氧都不會改變4E-BP1:eIF4E。
圖3:高氧不抑製用餐刺激的eIF4F組裝。親和純化肺提取物經電泳分離,免疫印跡法鑒定eIF4G與eIF4E共沉澱的相對量。A)具有代表性的免疫印跡顯示每組中隻有一隻動物。分隔線表示不相鄰的車道。B)直方圖顯示eIF4G與eIF4E的相對關聯。柱子(黑房間的空氣;灰色- 95% O2)表示均值(n=11-12),柱形為SEM。分析發現,喂養對RA幼犬eIF4G:eIF4E結合有積極影響(方差分析,p=0.038),在60分鍾時,水喂養和配方喂養幼犬之間存在差異(p<0.05)。對於牛幼崽,測試顯示了喂養的影響(Kruskal-Wallis, p = 0.041),但沒有個體差異。
肺對進食的相對不敏感引起了人們對牛奶配方奶粉可能不會刺激新生大鼠的翻譯調節通路的擔憂。作為對照,我們研究了飲食刺激的eIF4F在骨骼肌和肝髒中的組裝。圖4顯示,禁食8小時後配方奶喂養顯著刺激肝髒中活躍的eIF4F複合體的組裝,但對腓腸肌的影響很小。這一係列實驗的綜合結果表明,牛奶喂養可以以一種組織特異性的方式增加翻譯活性,而高氧不會削弱肺中的這種反應。
圖4:飼養誘導肝髒中eIF4F的聚集。用電泳分離親和純化的肝、腓腸肌提取物,並測定eIF4G與eIF4E共沉澱的量。圖A顯示了單個動物每個組織的代表性免疫印跡。B)直方圖顯示eIF4G與eIF4E的相對結合。柱表示均值±SEM (n=3),柱表示SEM。統計分析顯示,喂食後60分鍾,eIF4G:eIF4E結合相對於水食或餐食的幼鼠增加(p<0.05, t檢驗)。
圖5:高氧抑製多聚體聚集與取食無關。暴露於RA或Ox的幼犬的肺總RNA被置於蔗糖密度梯度離心,方法中描述。A)示蹤表示特定蔗糖密度下的RNA數量,OD為254 nm。虛線分隔非多體(NP)和多體(P) RNA。B) RA(黑色)和Ox(灰色)動物P/NP的平均比值用柱表示(n=6,每種飼養條件/氣氛)。酒吧代表SEM。雙向方差分析顯示,牛對多聚體聚集有顯著影響(p=0.012),但對RA和牛的飼養無顯著影響
高氧抑製多聚體聚集與取食無關
多染色體與非多染色體RNA比值的增加表明起始事件的相對增強。圖5顯示,在兩組中,多聚體聚集對配方喂養沒有反應,這一發現與S6K1和4E-BP1磷酸化缺乏變化一致。然而,高氧降低了水和配方奶喂養的多體與非多體RNA的比例(2- way ANOVA, p<0.05)。對這一發現的解釋表明,非eif4f事件在起始水平抑製了mRNA的轉譯。
高氧誘導eIF2α的持續磷酸化
與我們之前的觀察相似,我們發現高氧傾向於增加Ser上eIF2α的磷酸化51(RA: 1.0±0.1vs.牛:3.5±1.0,p=0.08,圖6)[6]。與水相比,配方飼料既沒有增加也沒有減少兩種大氣喂養組的eIF2α磷酸化。在配方喂養的動物中,與RA暴露的幼犬相比,牛喂養60分鍾後eIF2α的磷酸化水平更高(RA: 1.2±0.3)vs.牛:2.9±1.0,p<0.05,圖6)。另一方麵,對eIF2Bε的分析未能確定攝食對eIF2Bε表達或絲氨酸磷酸化的影響535(雙向方差分析)。
圖6:95% O的效果2免疫印跡法表示eIF2α和eIF2Bε的相對磷酸化。B)直方圖顯示RA(黑色)和Ox(灰色)幼犬eIF2α的平均磷酸化情況。列表示均值(n=12),柱表示SEM。在潮濕的動物中,公牛的eIF2α磷酸化水平往往高於RA幼崽(p=0.08)。在兩種環境中飼養的動物,配方飼料均未能改變eIF2α的磷酸化。“†”表示RA和OX在60 min時存在顯著差異(p<0.05)。
積極的營養支持有可能發展為BPD的早產兒是新生兒重症監護的標準做法。盡管做出了這些努力,這一人群的營養缺乏仍然存在,表現為相對於胎齡匹配的對照組,生長失敗的發生率很高。動物研究為營養不良的全球性影響提供了令人信服的證據,包括肺重量、肺泡數量、彈性蛋白和羥脯氨酸含量以及II型細胞成熟的減少[17-19]。早產兒生長失敗的危險因素進一步加劇了BPD的發展[20,21]。在新生豚鼠中,限製營養攝入增強了高氧的毒性,導致死亡率增加,而不改變肺部炎症或抗氧化能力[22]。高氧是否改變了肺中調節mRNA翻譯的營養信號,以及這種變化是否影響肺生長仍有待確定。接觸to95% O2在連續哺乳期,新生大鼠[6]可降低肺蛋白合成,短暫增加mTOR活性。目前的研究擴展了這些早期的發現,說明高氧不會改變攝食誘導的啟動複合體組裝或調節翻譯啟動的主要信號事件,並重申了高氧誘導的多聚體聚集減少與eIF2α磷酸化相關。
在肺內,初乳、成熟的豬奶和酪蛋白配方都增加了禁食後的FSR,而隻有初乳提高了蛋白質合成能力(RNA/蛋白質比)[13]。肺內喂養的刺激作用與血清氨基酸水平的變化有關,而與胰島素水平無關,這表明營養蛋白是[23]生長的主要貢獻者。基於旨在研究新生豬骨骼肌中飲食刺激效應的方法,本研究研究了喂養後30和60分鍾高氧對營養信號的影響[14]。盡管8小時的禁食足以減少S6K1和S6Rp的磷酸化並增加4E-BP1:eIF4E的聯係,但在RA或Ox暴露動物中,它並沒有產生預期的4E-BP1磷酸化或eIF4G:eIF4E組裝的減少。對禁食的不同反應可以用蘇氨酸的不敏感來解釋70禁食相對於其他磷酸化位點或禁食抗性eIF4F因子的存在。胎兒和成人eIF4G1的分子量差異以及eIF4A1/2表達的差異已被提出來解釋胎兒肝髒雷帕黴素耐藥,這是一種獨立於mTOR底物磷酸化[24]的影響。盡管目前的研究並不是為了檢測這些變化,但其結果完全符合在高氧環境下也能促進eIF4F組裝的發育模式。
在新生仔豬的骨骼肌和肝髒中,大量研究了飼喂對翻譯信號成分的激活作用。在骨骼肌中,膳食蛋白質刺激Akt、S6K1和4E-BP1的磷酸化和活性eIF4F複合物[25]的組裝。與此形成鮮明對比的是,在本研究中,全餐喂養並沒有增強S6K1、S6Rp或4E-BP1的磷酸化,但仍然刺激了RA和Ox處理的幼犬eIF4G:eIF4E複合物的形成。eIF4G在Ser1108與活躍的eIF4G:eIF4E組裝直接相關,包括對骨骼肌[26]中喂養誘導的蛋白質合成的研究。雷帕黴素獨立的eIF4G磷酸化與攝食後PKCε的激活有關,這增加了mtor獨立的eIF4F形成也可能參與肺[26]的可能性。
eIF2α的磷酸化使eIF2-GDP對eIF2B的親和力提高了150倍,這表明磷酸化水平的輕微增加顯著抑製了cap依賴的mRNA翻譯[27]。在RA暴露的新生大鼠中,逐漸禁食和再喂養,雖然不顯著,但增強了eIF2α的磷酸化,直到30分鍾,此時點的磷酸化水平向dam- feeding狀態下降。這種eIF2α磷酸化的時間模式與GCN2(一般對照非抑製-2)的激活一致,eIF2α激酶對氨基酸剝奪[28]有響應。雖然在高氧狀態下,eIF2α的磷酸化作用更大,但這種作用直到餐後60分鍾才達到統計學意義。在Ox組中,eIF2α的磷酸化與多聚體聚集比eIF4F裝配更接近,這表明eIF2α單獨或與其他調節起始的信號事件一起抑製了喂養刺激的起始事件。RA幼崽中多聚體聚集和eIF4F組裝之間缺乏關聯,可能反映了禁食期間起始和延伸速率的相同變化,導致多體:非多體RNA (P/NP)比值一貫較高。
盡管本文提出的研究結果表明,高氧對調控啟動的mTOR信號通路幾乎沒有影響,但仍存在一些擔憂。使用人類乳清/酪蛋白配方可能不足以刺激mTOR信號。成熟的大鼠奶或基於大鼠而非人奶成分的酪蛋白配方可能會產生不同的結果。理想情況下,對攝食誘導轉譯效應的評估還應包括測量蛋白質合成率。這種方法被有意識地忽略,以避免在餐後立即引入額外的壓力源,並避免長時間脫離高氧狀態。即使沒有這些潛在有用的數據,所選的方法也能夠刺激eIF4F的組裝,並識別RA和牛之間的差異。
總之,本研究結果表明,高氧可能通過應激誘導的eIF2α磷酸化機製降低攝食對肺內翻譯啟動的全麵刺激能力。鑒於哺乳動物在剛出生時的全身蛋白質合成率高於生命的任何後續階段,多染色體聚集的短暫減少有可能改變關鍵發育窗口[29]中必需的生長因子的表達。出生後迅速的肺泡發育使肺特別容易受到高氧對蛋白質合成的負麵影響,並有可能對終生肺功能產生不利影響
這項工作的部分資金來自賓夕法尼亞州立兒童醫院的兒童奇跡網絡。
- 新發支氣管肺發育不良的病理。新生兒科8:73-81。[Ref。]
- 王明明,李安安,Louw J, Lee FY, French N,等。(2008)中-重度支氣管肺發育不良的青壯年幸存者肺氣腫。歐洲呼吸係統雜誌32:321-328。[Ref。]
- Frank L(1991)實驗性肺氧毒性的研究進展。放射生物學雜誌11:463-494。[Ref。]
- Saugstad OD(1997)支氣管肺發育不良和氧化應激:我們是否更接近於了解BPD的發病機製?兒科學報86:1277-1282。[Ref。]
- 高氧暴露對大鼠蛋白質合成的影響。生物化學雜誌49:609-612。[Ref。]
- Konsavage WM, Zhang L, Vary TC, Shenberger JS(2010)高氧抑製新生大鼠肺中蛋白質合成並增加eIF2α磷酸化。肺細胞:L678-L686。[Ref。]
- Gingras AC, Raught B, Sonenberg N (1999) eIF4起始因子:mRNA向核糖體招募的效應因子和翻譯的調節因子。生物化學68:913-963。[Ref。]
- Raught B, Gingras AC (1999) eIF4E活性在多個水平上受到調控。國際生物化學雜誌細胞生物學雜誌31:43-57。[Ref。]
- Fabian JR, Kimball SR, Heinzinger NK, Jefferson LS (1997) Sf9細胞中表達的真核起始因子- 2b的亞基組裝和鳥嘌呤核苷酸交換活性。生物化學雜誌272:12359- 12365。[Ref。]
- Scorsone KA, Panniers R, Rowlands AG, Henshaw EC(1987)影響蛋白質合成的生理應激過程中真核細胞起始因子2的磷酸化。生物化學雜誌262:14538- 14543。[Ref。]
- 王旭,Proud CG(2008)一種由真核生物起始因子2B磷酸化介導的氨基酸控製翻譯起始的新機製。分子細胞生物學28:1429-1442。[Ref。]
- Davis TA, Nguyen HV, Suryawan A, Bush JA, Jefferson LS,等(2000)喂養誘導的新生豬肌肉平動啟動刺激的發育變化。美國生理內分泌雜誌279:E1226-E1234。[Ref。]
- Burrin DG, Davis TA, Ebner S, Schoknecht PA, Fiorotto ML,等(1997)初乳增強新生豬重要器官蛋白質合成的營養刺激。J堅果127:1284-1289。[Ref。]
- Wilson FA, Suryawan A, Orellana RA, Kimball SR, Gazzaneo MC,等(2009)喂養通過增強翻譯啟動快速刺激新生豬骨骼肌中的蛋白質合成。J Nutr 139: 1873-1880。[Ref。]
- Orellana RA, Kimball SR, Nguyen HV, Bush JA, Suryawan A,等(2004)新生豬在長時間內毒素血症中肌肉蛋白合成的調節。兒科Res 55: 442-449。[Ref。]
- Clark RH, Thomas P, Peabody J(2003)早產兒宮外生長限製仍然是一個嚴重的問題。Pediatr 111: 986 - 990。[Ref。]
- Mataloun MM, Leone CR, Mascaretti RS, Dohlnikoff M, Rebello CM(2009)出生後營養不良對高氧誘導新生兒肺發育的影響。中華醫學生物學雜誌42:606-613。[Ref。]
- Matsui R, Thurlbeck WM, Fujita Y, Yu SY, Kida K(1989)飼喂低蛋白飲食的斷奶大鼠肺的結締組織、機械和形態變化。兒科肺醇7:159-166。[Ref。]
- Curle DC, Adamson IY(1978)母體營養不良對新生大鼠肺發育的影響。細胞化學26:401-408。[Ref。]
- Frank L, Sosenko IR(1988)營養不良是支氣管肺發育不良的主要致病因素。呼吸時間138:725-729。[Ref。]
- Poindexter BB, Langer JC, Dusick AM, Ehrenkranz RA(2006)極低出生體重兒早期提供腸外氨基酸:與生長和神經發育結局的關係。兒科雜誌148:300-305。[Ref。]
- Langley SC, Kelly FJ(1992)食物限製對早產兒豚鼠高氧致肺損傷的影響。Am J Physiol 263: L357-L362。[Ref。]
- Suryawan A, O 'Connor PM, Bush JA, Nguyen HV, Davis TA(2009)新生豬外周血和內髒組織中氨基酸和胰島素對蛋白質合成的差異調節。氨基酸37:97-104。[Ref。]
- 蔡文偉,王誌強,王誌強(2008)妊娠後期胎鼠肝髒轉譯的控製。Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 295: R558-R567。[Ref。]
- Frank JW, Escobar J, Suryawan A, Kimball SR, Nguyen HV,等(2005)飼糧蛋白質水平增加對新生豬蛋白質合成和翻譯啟動因子激活的影響。雜誌編號:1374-1381。[Ref。]
- 進餐促進骨骼肌中eIF4F的形成:增加eIF4E有效性和eIF4G磷酸化的作用。美國生理內分泌素代謝量表290:E631-E642。[Ref。]
- Rowlands AG, Panniers R, Henshaw EC(1988)鳥嘌呤核苷酸交換因子作用的催化機製和磷酸化真核起始因子的競爭性抑製2。生物化學雜誌263:5526-5533。[Ref。]
- Sood R, Porter AC, Olsen DA, Cavener DR, Wek RC (2000) GCN2蛋白激酶的哺乳動物同源物,通過真核起始因子- 2alpha的磷酸化對翻譯控製很重要。遺傳學154:787 - 801。[Ref。]
- Goldspink DF(1987)出生前後大鼠肺的生長和蛋白質周轉。生物化學雜誌32(4):359 - 359。[Ref。]
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文章類型:研究文章
引用:Konsavage WM, Edwards B, Shenberger JS(2016)高氧暴露新生大鼠肺中喂養誘導的翻譯啟動複合物組裝的維持。兒科新生兒護士開放獲取2(3):doi http://dx.doi。org/10.16966/2470 - 0983.114
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