感覺信號(hào)調(diào)節(jié)線蟲進(jìn)食的神經(jīng)回路及短期饑餓調(diào)節(jié)線蟲脂肪代謝的研究.pdf

1、線蟲由于具有神經(jīng)系統(tǒng)簡單，遺傳操作方便及身體透明等優(yōu)點(diǎn)而成為神經(jīng)回路及脂肪代謝研究的良好模型。本文包括兩方面內(nèi)容：一是進(jìn)食調(diào)節(jié)的神經(jīng)回路及神經(jīng)信號(hào)檢測(cè)方法的研究；二是關(guān)于短期饑餓調(diào)節(jié)脂肪代謝研究。
　　進(jìn)食是生物體最重要的行為之一，生物體在環(huán)境中生存必須面對(duì)復(fù)雜的環(huán)境變化帶來的一切刺激。這些刺激包括環(huán)境的物理?xiàng)l件和化學(xué)條件變化。這些環(huán)境條件變化是否影響動(dòng)物進(jìn)食現(xiàn)在還不是很清楚。
　　我們選用線蟲做模式生物，選擇雙乙酰做吸引劑

2、，高濃度異戊醇和奎寧做趨避劑，并將這些化學(xué)物質(zhì)添加到線蟲進(jìn)食環(huán)境中，我們發(fā)現(xiàn)，這些化學(xué)物質(zhì)可以改變線蟲的進(jìn)食速度，吸引性物質(zhì)可以促進(jìn)線蟲進(jìn)食而趨避性物質(zhì)則抑制線蟲進(jìn)食。通過篩選行為缺陷突變體，添加外源遞質(zhì)及鈣測(cè)定實(shí)驗(yàn)，我們證明化學(xué)物質(zhì)調(diào)節(jié)進(jìn)食的效應(yīng)是通過感覺感受來達(dá)到的，這些感覺信號(hào)傳導(dǎo)到一個(gè)橫跨咽部五羥色胺能神經(jīng)元和咽外酪胺/鞘胺能神經(jīng)元組成的神經(jīng)回路來調(diào)節(jié)進(jìn)食，位于咽部的NSM神經(jīng)元和咽外的RIM/RIC神經(jīng)元通過各位于其上的SER

3、-2和MOD-1受體組成一個(gè)相互抑制的神經(jīng)回路介導(dǎo)感覺對(duì)進(jìn)食的調(diào)節(jié)，而回路中相互抑制的特性使環(huán)境信號(hào)得到過濾，使較大的可能影響線蟲生存的信號(hào)得到加強(qiáng)而使較小的無關(guān)緊要的信號(hào)得到抑制，從而保證線蟲行為上的穩(wěn)定性。
　　在神經(jīng)回路的研究中，如何檢測(cè)神經(jīng)信號(hào)的傳導(dǎo)是一個(gè)很重要的問題。目前檢測(cè)線蟲神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)的主要方法是鈣成像，而對(duì)傳導(dǎo)信號(hào)的最直接的載體——神經(jīng)遞質(zhì)則還沒有方法檢測(cè)。我們借助電化學(xué)安培法來檢測(cè)線蟲五羥色胺神經(jīng)元NSM的分泌

4、，由于線蟲神經(jīng)元體積很小，傳統(tǒng)的電極尺寸太大不能有效地檢測(cè)到信號(hào)，我們發(fā)展了一種全新的基于微環(huán)境的化學(xué)刻蝕法來得到合適大小表面平整并且絕緣性能良好的亞微米電極，用這種方法可以成功地檢測(cè)到線蟲五羥色胺能神經(jīng)元NSM的遞質(zhì)釋放。這個(gè)方法還可以用來進(jìn)行遞質(zhì)分泌的機(jī)制研究。
　　溶酶體中異常的脂肪積累是溶酶體積累紊亂的一個(gè)重要原因，將對(duì)人類和生物體的生存和健康產(chǎn)生極大的危害。然而，溶酶體如何參與脂肪代謝還不是很清楚。
　　由于線蟲遺

5、傳學(xué)操作簡便可行并且方便用于藥物篩選，我們選擇線蟲做對(duì)象研究溶酶體與脂肪代謝的關(guān)系。在Nile Red活體染色中我們發(fā)現(xiàn)，短期饑餓可以導(dǎo)致Nile Red熒光的很大增強(qiáng)，這些Nile Red熒光位于線蟲溶酶體類似細(xì)胞器（LRO）中。我們隨后證明這些能被Nile Red活體染色并在短期饑餓后增強(qiáng)的脂肪是極性脂肪而不是有關(guān)報(bào)道的中性儲(chǔ)存性脂肪，也不是脂褐質(zhì)，我們發(fā)現(xiàn)這些脂肪可以在溶酶體中降解，這進(jìn)一步說明它不是儲(chǔ)存脂肪。我們還發(fā)現(xiàn)饑餓條件下