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神经退行性疾病(neurodegenerative diseases)是一种危害人类健康的主要疾病,其病变机制的研究是近年神经科学的研究热点之一。深入研究神经退行性疾病的分子机制,探寻新的疾病早期诊断及治疗的分子生物学技术,不但有着重要的科学价值,而且具有重大的社会、经济意义。 有两种家族性的、神经退行性病变(FBD和FDD)的临床症状和病理特征都与最常见的阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease)相似,被认为是研究老年痴呆症的很好的实验和临床模型,其致病基因及相应的分子生物学机制最近得到阐明。BRI2基因单碱基突变造成的通读和核苷酸重复,是基因水平上导致这两种痴呆症的主要原因。该基因属于BRI基因家族的一员,目前得到分离鉴定的该家族成员包括BRI1,BRI2和BRI3。其中只有BRI3是在神经系统特异表达的。 BRI3(Brain Protein I3)作为BRI基因家族的一个成员,属于Ⅱ型单跨膜蛋白,只有一个跨膜区,N端较短,C端较长。生物信息学软件分析结果:N端在胞内,C端在胞外;没有任何明显的定位信号和功能结构域。Northern杂交结果显示,该基因主要在脑表达。为了进一步了解BRI3基因在脑组织中的表达分布情况,我们克隆了hBRI3的小鼠同源基因(mBRI3),以3’非编码区的一段序列为模板设计并转录了原位杂交探针。用小、大鼠的中枢神经系统切片和小鼠整体胚胎进行原位杂交,研究小鼠的mBRI3mRNA在中枢神经系统组织和细胞中的分布。实验结果显示,mBRI3mRNA在大脑皮层、海马、蒲根野细胞层、桥脑面神经核、颞叶皮层以及脊髓前角神经元中高表达。 为进一步了解hBRI3蛋白的亚细胞定位,我们构建了真核表达载体pEGFP-N1-BRI3(绿色荧光蛋白融合表达质粒),转染SH-SY5Y细胞。利用共聚焦显微镜进行观察发现,荧光信号主要存在于细胞核周围并呈斑块状分布。这种荧光定位形式类似于Golgi体蛋白的细胞内分布。在此基础上,通过构建hBRI3的N端和C端缺失突变体,进一步确定BRI3基因的高尔基体定位序列。将荧光表达载体pEGFP-N1-BRI3(△C)和pEGFP-N1-BRI3(△N)分别转染SH-SY5Y细胞后发现,只有pEGFP-N1-BRI3(△N)阳性细胞的荧光在细胞核周围呈斑点状分布,所以此结果提