TGF-β信號(hào)通路調(diào)控秀麗線蟲感覺信號(hào)整合的神經(jīng)環(huán)路與分子機(jī)制研究.pdf

1、背景:TGF-β信號(hào)通路參與各種生理和病理過程調(diào)控,如發(fā)育、傷口愈合、增殖和癌癥轉(zhuǎn)移。TGF-β信號(hào)通路還參與控制多種認(rèn)知行為,對(duì)于大腦的病理性改變和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育起著重要的作用。感覺信號(hào)整合是神經(jīng)系統(tǒng)的重要功能,一方面其調(diào)控分子機(jī)制尚不完全了解,另一方面基于秀麗線蟲等模式生物已經(jīng)建立了相應(yīng)的研究體系。
　　 目的:本研究利用模式動(dòng)物秀麗線蟲為研究對(duì)象,試圖闡釋TGF-β信號(hào)通路對(duì)秀麗線蟲感覺信號(hào)整合調(diào)控的神經(jīng)環(huán)路與分子機(jī)制。

2、r>　　 方法:利用銅離子和丁二酮兩種矛盾信號(hào)構(gòu)建的抉擇模型來考察TGF-β信號(hào)通路是否影響秀麗線蟲的感覺信號(hào)整合能力。通過在野生型背景下過表達(dá)以及突變體背景下表達(dá)相關(guān)基因于感覺神經(jīng)元、中間神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞來對(duì)TGF-β信號(hào)通路調(diào)控感覺信號(hào)整合神經(jīng)環(huán)路進(jìn)行進(jìn)一步解析。并進(jìn)而在特定神經(jīng)環(huán)路中分析DAF-5調(diào)控感覺信號(hào)整合行為的靶點(diǎn)。
　　 結(jié)果:在丁二酮和銅離子構(gòu)建的矛盾信號(hào)抉擇模型中,TGF-β信號(hào)通路相關(guān)基因(配體基因t

3、ig-2、受體基因daf-1和daf-4、R-Smad基因daf-8、Co-Smad基因daf-3、I-Smad基因tag-68和轉(zhuǎn)錄因子基因daf-5)突變后導(dǎo)致秀麗線蟲表現(xiàn)出感覺信號(hào)整合能力下降的表型。由于突變體對(duì)丁二酮、銅離子、饑餓信號(hào)的感知和運(yùn)動(dòng)能力不存在缺陷,從而確認(rèn)了這些相關(guān)基因參與了感覺信號(hào)整合的調(diào)控。daf-1和daf-4的過表達(dá)后秀麗線蟲雖然感覺信號(hào)整合能力與野生型N2相似,但是其在模型中穿越銅離子墻的方式卻顯著改變。

4、daf-4受體基因表達(dá)于AIY中間神經(jīng)元可以對(duì)daf-4突變體的感覺信號(hào)整合缺陷起到恢復(fù)效應(yīng),且在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)也起到一定的恢復(fù)效應(yīng)。將受體基因daf-1、R-Smad基因daf-8、Co-Smad基因daf-3、I-Smad基因tag-68和轉(zhuǎn)錄因子基因daf-5表達(dá)于AIY中間神經(jīng)元也可以對(duì)相應(yīng)突變體的感覺信號(hào)整合缺陷具有恢復(fù)效應(yīng)。tig-2表達(dá)于AWA感覺神經(jīng)元可以對(duì)tig-2突變體的感覺信號(hào)整合能力缺陷起到恢復(fù)效應(yīng)。經(jīng)過對(duì)d

5、af-5突變體中表達(dá)于AIY中間神經(jīng)元基因的表達(dá)模式分析,發(fā)現(xiàn)inx-7、pkc-1、flp-1、fax-1、flp-18和acr-14這6個(gè)基因在轉(zhuǎn)錄水平上發(fā)生改變。其中,inx-7、pkc-1、和fax-1等3個(gè)基因突變后顯著影響秀麗線蟲的感覺信號(hào)整合能力。而且,這些基因表達(dá)于AIY中間神經(jīng)元也可以對(duì)相應(yīng)突變體的感覺信號(hào)整合能力缺陷具有恢復(fù)效應(yīng)。
　　 結(jié)論:TGF-β信號(hào)通路可以經(jīng)由“AWA感覺神經(jīng)元-AIY中間神經(jīng)元”神