本文關(guān)鍵詞：自閉癥致病基因shank在果蠅神經(jīng)突觸的功能解析

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【摘要】：最近的研究發(fā)現(xiàn),很多自閉癥、智障、精神分裂癥以及阿爾茲海默癥病人的基因組內(nèi)都存在shank的突變。Shank最初是在1998年被鑒定出來的,其家族成員包括Shank1、 Shank2、Shank3。這三種蛋白在人類大腦中均有廣泛表達(dá),包括在具有高級認(rèn)知功能區(qū)域的皮質(zhì)和海馬回中。在系統(tǒng)進(jìn)化過程中,從低等的線蟲到高等哺乳動物均存在該基因的同源基因,且其功能結(jié)構(gòu)域高度保守,說明該基因在動物進(jìn)化過程中具有非常重要和保守的功能。Shank作為突觸后信號通路的核心蛋白,對突觸后致密區(qū)的形成和調(diào)控發(fā)揮著不可或缺的作用。Shank相關(guān)信號通路的破壞會導(dǎo)致突觸發(fā)育異常,神經(jīng)環(huán)路中的興奮和抑制作用失去平衡。目前對其致病機(jī)理了解極少,深入的研究其基因功能,將會為靶向治療相關(guān)疾病提供科學(xué)依據(jù)。由于果蠅基因組中僅有一個shank,且果蠅是一個研究神經(jīng)系統(tǒng)功能的理想系統(tǒng),因此,本論文以果蠅作為模式生物,利用分子、細(xì)胞、遺傳、發(fā)育等多學(xué)科實驗手段,研究Shank在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的功能和致病機(jī)理。我們構(gòu)建了多株shank突變體,并制備了特異性良好的Shank兔源多克隆抗體。利用這些工具,我們描述了Shank在果蠅神經(jīng)系統(tǒng)中的定位分布,并發(fā)現(xiàn)shank無功能突變會導(dǎo)致果蠅行為學(xué)障礙,而shank移碼突變會導(dǎo)致果蠅神經(jīng)肌肉接頭結(jié)構(gòu)異常。這些結(jié)果表明,Shank對于果蠅神經(jīng)發(fā)育和正常功能尤為重要的。針對Shank無功能突變體未在神經(jīng)肌肉接頭處觀察到明顯表型這一現(xiàn)象,結(jié)合相關(guān)實驗數(shù)據(jù),推測Shank移碼突變體是獲得性功能突變體,這與Durand等在人類疾病模型中的發(fā)現(xiàn)極其相似。最后,免疫組化及電鏡等實驗顯示,在shank突變體中突觸后致密區(qū)明顯變寬,且突觸后網(wǎng)狀組織發(fā)育明顯異常。這些實驗結(jié)果都說明Shank在果蠅神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中起到非常重要的作用。
【關(guān)鍵詞】：Shank 自閉癥(ASD) 神經(jīng)肌肉接頭(NMJ) 突觸后致密區(qū)(PSD)
【學(xué)位授予單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R749
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-37
• 1.1 自閉癥譜系障礙(ASD)概述11-14
• 1.1.1 自閉癥研究背景11-12
• 1.1.2 自閉癥的致病基因研究12-14
• 1.2 Shank蛋白及其致病機(jī)制的研究14-26
• 1.2.1 Shank相關(guān)神經(jīng)退行性疾病15-19
• 1.2.2 Shank蛋白結(jié)構(gòu)及生理功能19-21
• 1.2.3 Shank在突觸后的互作蛋白21-25
• 1.2.4 Shank在突觸后PSD中對骨架蛋白的動態(tài)調(diào)節(jié)作用25-26
• 1.3 用果蠅模型來研究ASD26-35
• 1.3.1 果蠅模型介紹26-30
• 1.3.2 果蠅模型中Shank蛋白的保守性30
• 1.3.3 果蠅的神經(jīng)肌肉突觸(Neuromuscular Junction,NMJ)30-35
• 1.4 支架蛋白和骨架蛋白在突觸后致密區(qū)(PSD)功能作用35
• 1.5 Na~+-K~+ ATPase的生理功能及其與精神疾病的關(guān)系35-36
• 1.6 本研究的目的和意義36-37
• 第2章 材料與方法37-44
• 2.1 本研究所用果蠅品系37-38
• 2.2 本研究所用抗體列表38-40
• 2.3 Western blotting檢測Shank和其相關(guān)蛋白40-41
• 2.3.1 試劑40
• 2.3.2 制備SDS-PAGE電泳樣品40
• 2.3.3 SDS-PAGE電泳40
• 2.3.4 電轉(zhuǎn)膜40
• 2.3.5 顯影40-41
• 2.4 果蠅幼蟲肌肉免疫組織化學(xué)染色41-43
• 2.4.1 果蠅三齡幼蟲解剖41-42
• 2.4.2 免疫熒光染色、圖片采集和分析42-43
• 2.5 CoIP檢測果蠅大腦中Shank互作蛋白43-44
• 第3章 實驗結(jié)果44-57
• 3.1 shank突變體檢測和抗體制備44-47
• 3.1.1 shank突變體篩選和檢測45-46
• 3.1.2 Shank抗體制備46-47
• 3.2 Shank在果蠅不同組織內(nèi)的表達(dá)量47
• 3.3 Shank在果蠅NMJ中的表達(dá)分布47-48
• 3.4 Shank與WAVE和Nervanal存在蛋白水平上的互作48-49
• 3.5 shank突變影響NMJ后相關(guān)蛋白的表達(dá)水平49-51
• 3.6 shank移碼突變體749在NMJ存在隱性獲得性功能51-52
• 3.7 shank突變使突觸后膜PSD區(qū)域變寬且對谷氨酸受體造成影響52-54
• 3.8 突觸前外源過表達(dá)Shank可以部分挽救shank~(749)和shank~(83828/7130)的異常表型54-56
• 3.9 結(jié)論56-57
• 第4章 討論57-61
• 4.1 Shank在果蠅NMJ前膜定位的可能機(jī)制57-59
• 4.2 Shank與α-spectrin、β-spectrin以及Nervana1蛋白之間可能存在的分子機(jī)制59-61
• 參考文獻(xiàn)61-69
• 致謝69

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1 ;CIRCULATORY CHANGES IN THE FOREARM AND HAND AND IN THE SHANK AND FOOT OF MAN WITH REPEATED EXPOSURE TO HEAT[J];武漢醫(yī)學(xué)院學(xué)報;1958年01期

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1 費舟;張磊;劉偉;;缺血再灌注腦Shank蛋白亞型的變化及意義[A];第二屆西部神經(jīng)外科學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

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1 馬云瀚;食蟹猴超數(shù)排卵及shank3基因敲除胚胎初步研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 孫杰;自閉癥致病基因shank在果蠅神經(jīng)突觸的功能解析[D];湖北大學(xué);2014年

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本文編號：721055