บทบาทของกลุ่มโปรตีนเอ็มทอร์ 2 ต่อการเติมหมู่ฟอสเฟตบนโปรตีนเทาที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Role of mTOR complex 2 on tau phosphorylation associated with Alzheimer’s disease

Author

นราวิชญ์ พชรกุลนนท์, คณะแพทยศาสตร์

Year (A.D.)

2017

Document Type

Thesis

First Advisor

นพัต จันทรวิสูตร

Faculty/College

Faculty of Medicine (คณะแพทยศาสตร์)

Department (if any)

Department of Biochemistry (fac. Medicine) (ภาควิชาชีวเคมี (คณะแพทยศาสตร์))

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

ชีวเคมีทางการแพทย์

DOI

10.58837/CHULA.THE.2017.827

Abstract

โรคอัลไซเมอร์ เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดโรคสมองเสื่อม เกิดจากโปรตีน Aβ และ tau ที่ตกตะกอนภายในและภายนอกเซลล์ประสาทตามลำดับ และเกิดเป็น amyloid beta plaques และ neurofibrillary tangles (NFT) โปรตีน mTOR complexes ซึ่งเป็น serine/threonine protein kinase ถูกจัดกลุ่มออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ mTORC1 และ mTORC2 โดย mTORC1 นั้นมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางชีวภาพต่าง ๆ เช่น การสังเคราะห์โปรตีน และการแบ่งตัวของเซลล์ ในขณะที่ mTORC2 นั้นเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของเซลล์ อย่างไรก็ตามยังไม่พบหลักฐานการศึกษาว่า mTORC2 มีความเกี่ยวข้องกับกลไกการควบคุมการเติมหมู่ฟอสเฟตมากผิดปกติ (hyperphosphorylation) ของโปรตีน tau หรือไม่ ดังนั้น งานวิจัยนี้ต้องการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง mTORC2 กับการเกิดการเติมหมู่ฟอสเฟตมากผิดปกติบนโปรตีน tau โดยตรวจสอบการทำงานโปรตีนด้วยเทคนิค western blot analysis พบว่า การทำงานที่ลดลงของ mTOR complexes ภายใต้สภาวะบ่มเซลล์ด้วย AZD8055 และสภาวะยับยั้งการแสดงออกของยีน RICTOR สามารถลดปริมาณ pTau (Ser214) ได้ นอกจากนี้ จากการศึกษาตำแหน่งของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ mTORC2 และ tau พบว่าโปรตีนเหล่านี้น่าจะมีปฏิสัมพันธ์กัน จึงทำการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง mTORC2 และ tau ด้วยเทคนิค affinity purification mass spectrometry เพื่อค้นหาโปรตีนที่ทำงานร่วมกันเป็นระบบ เมื่อวิเคราะห์ผลการทดลอง พบว่า mTORC2 และ tau อาจจะไม่ได้จับกันโดยตรง อย่างไรก็ตาม มีโปรตีนตัวกลางที่เกี่ยวข้องกับทั้ง mTORC2 และ tau โดยเฉพาะโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของเซลล์ คือ gelsolin, plectin, cytoplasmic dynein 1 heavy chain 1 และ lamin-B2 นอกจากนี้ยังพบโปรตีนที่อาจจะเกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ คือ Isoform 2 of Golgi apparatus protein 1 และ Platelet-activating factor acetylhydrolase IB subunit gamma ดังนั้น งานวิจัยนี้สามารถแสดงให้เห็นว่า mTORC2 มีการทำงานร่วมกันผ่านโปรตีนตัวกลาง และ mTORC2 น่าจะมีความเกี่ยวข้องกับการเกิดการเติมหมู่ฟอสเฟตมากผิดปกติบนโปรตีน tau ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญในการเกิดโรคอัลไซเมอร์

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The causes of Alzheimer's disease (AD) are amyloid beta plaques and neurofibrillary tangles in neuronal cell that deposited from Aβ and tau. mTOR is a serine/threonine protein kinase present in two distinct multiprotein complexes. The mTORC1 can regulate many biological processes, such as protein synthesis and cell proliferation while mTORC2 is implicated in cytoskeleton reorganization. However, the relationship between mTORC2 and tau phosphorylation has not been reported. Therefore, the aim of this study is to determine the relationship between mTORC2 and hyperphosphorylation on tau. Protein activities were investigated by western blotting analysis. We found that the decrease of mTOR complexes activities in cells treated with AZD8055 and RICTOR siRNA resulted in reduced phosphorylated tau at Ser214. Colocalizations were investigated by immunofluorescence staining. We found that RICTOR and tau may interact so we further determine protein-protein interactions. Affinity purification mass spectrometry was performed to identify candidate proteins purified by antibodies against RICTOR and tau. The results showed that several cytoskeleton-associated proteins which are gelsolin, plectin, cytoplasmic dynein 1 heavy chain 1 and lamin-B2 were identified. In addition, proteins associated with AD such as Isoform 2 of Golgi apparatus protein 1 and Platelet-activating factor acetylhydrolase IB subunit gamma were also found. However, direct interaction between RICTOR and tau was not observed. Overall results suggested that these proteins may connect mTORC2 and tau. The results from this study suggested that mTORC2 might play an important role in tau hyperphosphorylation that is associated with AD.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.

Recommended Citation

พชรกุลนนท์, นราวิชญ์, "บทบาทของกลุ่มโปรตีนเอ็มทอร์ 2 ต่อการเติมหมู่ฟอสเฟตบนโปรตีนเทาที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์" (2017). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 1317.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/1317