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帕金森综合征是一个以运动缓慢、肌肉强直、失衡性运动障碍、静止性颤动为主要表现的神经系统性疾病,虽然该信号通路在小鼠模型里被很好的研究,但是该信号通路的有些分子在小鼠中并没有表现出很好的生物学表型;涡虫是一种新的模式生物被用来研究干细胞和再生之间的关系,但是在疾病模型方面的应用没有被很好的开发。我们通过转录因子的初步筛选,找到一个影响帕金森综合征信号通路的下游基因Zn746,该基因在高等生物上只有细胞学表型,病理性表型不明,在涡虫中能够很好的重复出高等生物的帕金森综合征类似表型,本课题针对已有表型,探究Zn746具体影响的生物学过程。 方法和结果: 本实验室建立了高效快捷dsRNA饲喂涡虫的方法RNAi涡虫,筛选具有C2H2保守domain的部分转录因子(约88个),筛选出目标转录因子Zn746。通过时间点实验确认了Zn746具体的发病时间和重要表型,发现Zn746两次RNAi后的第7天能够引起涡虫身体对折卷曲,运动障碍,肌肉强直和眼眶再生延迟。并对比有性和无性涡虫之间的差异,发现有性涡虫在出现表型的时间和严重程度比无性涡虫早和严重。在mRNA水平上分别通过原位杂交和qPCR实验检测Zn746表达区域和表达方式,发现涡虫Zn746是一个在表皮和身体边缘表达的一个基因。一方面从表型出发,初步筛选相同表型的基因,发现Zn746可能对某些相似表型的基因存在负反馈,导致了它们上调;另一方面从干细胞标志物和各组织器官标志物出发,检测了各个标志物的变化,发现Zn746RNAi后的时间点内干细胞类群降低;Zn746RNAi后的早期能够促进肌肉、神经细胞和小肠标志物的表达,并在表型发生之后肌肉和神经细胞标志物的表达逐渐降低;Zn746RNAi后能够引起涡虫排泄系统标志物的上调。另外γ-ray辐照实验证明Zn746和涡虫干细胞存在共定位,在辐照之后能够造成表达Zn746细胞类群降低。最后通过Zn746RNAi的芯片的Heatmap和GO结果分析上调和下调基因的变化,发现了一系列参与神经和肌肉转导相关的基因发生变化,根据芯片的主要信号同时检测了多巴胺能神经元信号,发现在Zn746RNAi后多巴胺能神经元标志物TH明显降低。使用肌肉松弛剂三氯叔丁醇能够明显缓解涡虫卷曲的表型。 结论: 本课题初步研究了转录因子Zn746在模式生物涡虫神经肌肉传导中的重要作用,研究结果表明Zn746RNAi后引起涡虫身体对称卷曲、运动障碍和肌肉强直,结果提示涡虫异常表型有助于模拟帕金森综合征的疾病模型,有助于补充转录因子Zn746在高等生物研究中的不足,并且为帕金森综合征及其相关疾病提供研究思路和药物筛选模型。