p66Shc缺失通过抑制EGFR-ERK信号通路依赖性凋亡增强神经干细胞存活与分化潜能

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Cell Death & Disease 8.1

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  本研究揭示了p66Shc蛋白在神经干细胞(NSCs)凋亡调控中的关键作用。通过构建p66Shc基因敲除(p66KO)模型,研究人员发现p66Shc缺失可特异性抵抗EGF剥夺、EGFR抑制剂(AG1478)和MEK抑制剂(PD0325901)诱导的凋亡,但不影响广谱凋亡诱导剂星形孢菌素(staurosporine)的效应。该发现阐明了p66Shc通过线粒体途径调控EGFR-ERK信号缺失引发的凋亡机制,为神经退行性疾病和脑损伤治疗提供了新靶点。

  

在神经发育和修复过程中,神经干细胞(NSCs)的存活与凋亡平衡至关重要。表皮生长因子(EGF)通过其受体(EGFR)激活ERK等下游通路维持NSC存活,但调控这一过程的分子开关尚未完全阐明。Src同源胶原蛋白(SHC1)的p66Shc亚型作为"分子双面间谍",既参与生长因子信号转导又促进氧化应激诱导的凋亡,其在NSCs中的精确功能仍存在认知空白。Western University的研究团队在《Cell Death and Disease》发表的研究,通过精巧的基因编辑和功能分析,揭示了p66Shc作为EGFR-ERK信号通路的"凋亡传感器"这一全新机制。

研究采用CRISPR技术构建p66Shc敲除(p66KO)的NSCs模型,通过EGF剥夺实验、特异性抑制剂处理(EGFR抑制剂AG1478、MEK抑制剂PD0325901)和线粒体应激源测试等系列实验,结合流式细胞术、免疫荧光和免疫印迹等多维度分析技术。

p66Shc缺失保护NSCs免受EGF剥夺诱导的凋亡
通过48小时EGF剥夺实验发现,野生型(WT)NSCs出现典型凋亡形态,而p66KO细胞保持存活。Annexin V/PI流式分析和cleaved caspase-3免疫荧光证实,p66KO细胞线粒体细胞色素C释放减少,凋亡启动受阻。

EGFR抑制诱导的凋亡在p66KO细胞中被阻断
使用EGFR抑制剂AG1478处理24小时后,WT NSCs出现剂量依赖性凋亡,而p66KO细胞维持神经突样延伸。免疫印迹显示两者ERK磷酸化均被抑制,但p66KO细胞保留部分ERK活性,提示其存活优势可能源于ERK非依赖性机制。

MEK抑制后p66KO细胞展现独特存活特征
MEK抑制剂PD0325901处理导致WT NSCs凋亡率显著升高,而p66KO细胞保持存活并持续分化为βIII-tubulin+神经元。值得注意的是,尽管两者ERK信号均被完全抑制,但p66KO细胞表现出延迟的AKT再激活,且抗氧化剂MitoTEMPO可部分缓解凋亡,提示p66Shc通过线粒体氧化应激途径增强凋亡敏感性。

p66Shc缺失不改变基础凋亡通路功能
在广谱凋亡诱导剂staurosporine处理下,p66KO细胞与WT细胞呈现相似的caspase-9/-3激活模式,证实其凋亡抵抗具有EGFR-ERK信号特异性。

这项研究首次阐明p66Shc在NSCs中作为"ERK信号缺失传感器"的分子机制:当ERK活性持续低下时,p66Shc通过促进线粒体活性氧(ROS)产生和细胞色素C释放,启动caspase级联反应。该发现具有双重转化价值:在神经再生领域,靶向抑制p66Shc可增强NSCs在生长因子匮乏环境中的存活;在肿瘤治疗方面,p66Shc表达水平可能预测EGFR/MEK靶向治疗的敏感性,而组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)有望通过激活p66Shc表达增强治疗效果。研究为理解神经发育异常和设计精准抗癌策略提供了新的理论框架。

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