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细胞骨架在发育的过程中有着重要作用。其不仅在维持细胞形态、承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用,而且还参与许多重要的生命活动。细胞迁移、细胞粘附以及细胞分裂等这些过程都依赖于细胞骨架。F-actin是真核细胞骨架主要组成成分之一,在细胞形态以及定位中起着重要作用。在细胞骨架组装中,Ras超家族起着至关重要的作用。Ras家族是一类原癌基因编码的小G蛋白,在细胞信号传导中启动下游一系列信号途径,参与细胞增殖分化。小G蛋白发挥作用必须通过分子开关鸟甘酸交换因子GEF(guanine nucleotide exchange factor)将其由GDP结合的非活化状态转变为GTP结合的活化状态[1,2],从而启动下游的信号通路。Gef26是众多GEF-Ras信号中的一种,它能够特异性的激活Rap1并在细胞信号转导中起到分子开关的作用。已有研究发现GEF家族Trio可以通过Ab1来调控细胞骨架的组装,从而进一步调控神经细胞轴突的导向[3]。本实验室前期研究发现,Gef26突变体有严重的神经肌肉接头(NMJ)发育异常表型(未发表资料),突触扣结(bouton)数目减少,其机制仍未知。本研究主要采用果蝇原代细胞系统以及果蝇三龄幼虫NMJ系统研究Gef26对细胞骨架的调控机制。在果蝇原代细胞系统中,Gef26突变体的肌肉细胞未能进行发育完全的融合后多核细胞且细胞呈现萎缩的状态,而正常的肌肉细胞是融合后的多核细胞且形态伸展良好。通过细胞免疫染色发现,Gef26调控肌肉细胞的细胞骨架F-actin的组装。在果蝇原代细胞系统中,发现神经细胞的末端易出现回环,即提示Gef26可能也参与神经细胞的细胞骨架组装。前人研究表明酪氨酸激酶Ab1(Abelson kinase)参与F-actin的组装调控,Abl4/+突变体肌肉细胞中细胞骨架F-actin的组装未见显著异常。本课题制备了Gef266/+;Abl4/+双突变体,双突变体肌肉细胞的F-actin的组装恢复到野生型水平,即Ab1的突变可以挽救Gef26突变体肌肉细胞中F-actin组装,这提示Ab1与Gef26存在遗传学相互作用,且参与Gef26调控F-actin的功能。本研究进一步在体分析果蝇三龄幼虫NMJ的表型,发现Ab1的突变可以挽救Gef 6突变体NMJ的突触扣结数目减少的表型。在本实验室前期研究中也已经发现,在Gef266/+突变体中,NMJ的突触扣结染色也显示F-actin的含量下降。这些在体实验进一步证明Gef26与Ab1之间存在遗传学相互作用,调控细胞骨架的组装和突触的发育。前人研究发现,在果蝇原代细胞系统中,高温(30℃)可以促进肌肉细胞的分化发育[4]。在高温(30℃)下培养Gef26突变体果蝇胚胎10期的原代细胞,观察发现Gef26突变体原代细胞中肌肉细胞未分化发育,说明Gef26抑制高温诱导的肌肉细胞分化发育。将野生型10期胚胎原代细胞与Gef26突变体10期胚胎原代细胞高温下(30℃)共培养,发现进行共培养后,Gef26突变体肌肉细胞可以分化发育,并与野生型细胞相互作用,但具体机制有待深入研究。Gef26在进化上具有保守性,果蝇的Gef26与人类的PDZ-GEF有着高度的同源性。本研究通过以果蝇为模式生物,证明Gef26调控果蝇神经细胞以及肌肉细胞的细胞骨架,这一发现,可能为人类的癌症等疾病的治疗提供更多的理论线索。