TGF-β信號通路調控秀麗線蟲感覺信號整合的神經環(huán)路與分子機制研究.pdf

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

2、r>　　 方法:利用銅離子和丁二酮兩種矛盾信號構建的抉擇模型來考察TGF-β信號通路是否影響秀麗線蟲的感覺信號整合能力。通過在野生型背景下過表達以及突變體背景下表達相關基因于感覺神經元、中間神經元和神經膠質細胞來對TGF-β信號通路調控感覺信號整合神經環(huán)路進行進一步解析。并進而在特定神經環(huán)路中分析DAF-5調控感覺信號整合行為的靶點。
　　 結果:在丁二酮和銅離子構建的矛盾信號抉擇模型中,TGF-β信號通路相關基因(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和轉錄因子基因daf-5)突變后導致秀麗線蟲表現(xiàn)出感覺信號整合能力下降的表型。由于突變體對丁二酮、銅離子、饑餓信號的感知和運動能力不存在缺陷,從而確認了這些相關基因參與了感覺信號整合的調控。daf-1和daf-4的過表達后秀麗線蟲雖然感覺信號整合能力與野生型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受體基因表達于AIY中間神經元可以對daf-4突變體的感覺信號整合缺陷起到恢復效應,且在神經膠質細胞中表達也起到一定的恢復效應。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和轉錄因子基因daf-5表達于AIY中間神經元也可以對相應突變體的感覺信號整合缺陷具有恢復效應。tig-2表達于AWA感覺神經元可以對tig-2突變體的感覺信號整合能力缺陷起到恢復效應。經過對d

5、af-5突變體中表達于AIY中間神經元基因的表達模式分析,發(fā)現(xiàn)inx-7、pkc-1、flp-1、fax-1、flp-18和acr-14這6個基因在轉錄水平上發(fā)生改變。其中,inx-7、pkc-1、和fax-1等3個基因突變后顯著影響秀麗線蟲的感覺信號整合能力。而且,這些基因表達于AIY中間神經元也可以對相應突變體的感覺信號整合能力缺陷具有恢復效應。
　　 結論:TGF-β信號通路可以經由“AWA感覺神經元-AIY中間神經元”神