DTD在小鼠神經系統(tǒng)的表達譜分析與功能的初步研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、氨基酸是蛋白質的基本組成單位。生物體內存在L構象和D構象兩種形式的氨基酸。L構象的氨基酸是合成天然蛋白質的主要原料。D構象氨基酸在體內參與多種生理功能,尤其是在高等動物的神經系統(tǒng)中,存在高濃度的D型絲氨酸和D型天冬氨酸。D型絲氨酸作為神經系統(tǒng)中起著多種重要功能的NMDA受體的生理配基,起著非常重要的作用。而D型天冬氨酸在神經系統(tǒng)中起到神經遞質的作用,介導神經元和膠質細胞間的對話。但D型氨基酸參與到蛋白質合成中會產生錯誤折疊的蛋白質,為了

2、防止這種錯誤的產生,在細菌、真菌和高等動物中都發(fā)現(xiàn)存在D—酪氨酰-TRNA脫酰酶(D-Tyr-TRNATyr Deacylase,DTD),DTD能夠水解錯誤生成的D—氨?;痶RNA,進而確保蛋白質合成高效正確的進行。 氨酰tRNA合成酶同DTD一樣具有tRNA編校功能,近期對其敲除小鼠的研究發(fā)現(xiàn),RNA編校結構域的缺失會使小鼠出現(xiàn)典型的神經退行性病變表型。神經系統(tǒng)處于高濃度D型氨基酸的環(huán)境中,神經元必須擁有嚴格的氨酰化構象選擇

3、性,才能保證蛋白質的正確合成,進而保證細胞機能的正常穩(wěn)定。 蛋白質的生物學功能往往與其時空定位密切相關,為了更好的開展DTD在小鼠神經系統(tǒng)中的功能研究,我們首先對DTD在小鼠神經系統(tǒng)中的時空定位進行檢測。蛋白印記實驗發(fā)現(xiàn)DTD在小鼠腦組織中的表達高于其它被測組織,免疫熒光實驗結果進一步顯示DTD在小鼠神經系統(tǒng)神經元中特異表達,而在膠質細胞中沒有表達。利用原位雜交技術對DTD在小鼠不同發(fā)育時期E12.5、E14.5、E16.5、P

4、0、P3和成年小鼠腦組織表達譜的研究表明,DTD在上述時間點均有表達,并且主要定位在皮層的錐體神經元、海馬的錐體神經元、小腦蒲肯野細胞和多巴胺能神經元。 通過定位研究我們發(fā)現(xiàn)DTD在小鼠海馬組織中高表達。海馬組織是腦中負責存儲信息的關鍵部位,與學習和記憶等生理功能密切相關。同時臨床觀察和研究報道,學習與記憶功能的異常是神經退行性疾病的主要表現(xiàn)之一。因此我們推測DTD的表達異??赡芘c神經退行性疾病具有一定聯(lián)系。SAM品系小鼠是研究

5、老年癡呆等神經退行性疾病較為經典的模型,本研究選擇其作為模式動物。SAM品系小鼠包括快速老化小鼠SAMP8和正常對照組小鼠SAMR1兩種。實驗結果顯示,在轉錄水平和翻譯水平,4月齡、8月齡SAMP8小鼠海馬組織中DTD的表達量低于同月齡SAMR1小鼠。為了對DTD的功能進行進一步研究,我們利用Ni柱親和層析,凝膠過濾層析等方法對DTD蛋白進行純化,得到高純度的DTD蛋白。之后利用腦立體定位注射技術,將DTD蛋白注射回8月齡SAM品系小鼠

6、側腦室中,使用避暗實驗進行行為學檢測,觀察補充外源DTD蛋白對SAMP8小鼠行為學的影響。 基因敲除技術是目前研究特定基因功能最為直接有效的實驗手段。通過對DTD在正常小鼠腦組織中的定位研究和在SAM品系小鼠中的初步功能研究,我們推測DTD可能在神經系統(tǒng)中發(fā)揮重要功能。為了更加深入的研究DTD的功能,我們從美國Sanger公司購得兩株DTD基因敲除ES細胞系(CA0301,CJ0522)進行DTD基因敲除小鼠構建工作,現(xiàn)已得到嵌

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