TRPA1通道与Tenascins调控的冷敏发育机制

发布时间：2020-05-21 11:25

【摘要】：感受体内外温度变化是生物与生俱来的能力,可有效的调节和保持体温。温度敏感TRP(Transient receptor potential,TRP)通道为主要的细胞温度感受器,但有关人类和哺乳动物温度敏感行为的分子细胞整合机制仍不甚清楚。本论文探究出生后早期大鼠和小鼠冷敏响应的发育关键期,确定出生后早期大鼠和小鼠冷敏行为与TRPA1通道表达的相关性,筛查TRPA1通道与冷敏响应发育相关的内源性表达调控机制,以期丰富靶向研究TRPA1通道温敏的调控机制。因此本论文检测出生后1天(D)-6周(W)大鼠和TRPA1~(-/-)与TRPA1~(+/+)(WT)小鼠冷敏行为、qRT-PCR检测大鼠背根神经节(DRG)冷敏TRP通道mRNA、膜片钳记录大鼠DRG TRPA1通道电流以及Tenascins对转染mTRPA1通道电流的影响。主要结果如下:1.大鼠冷敏行为发育变化(1)3W-4W大鼠的体重增加最快,是大鼠体重发育关键期。(2)9℃和13℃大鼠冷刺激缩足阈值都在3W潜伏期最短,并在4W出现快速上升,是大鼠冷敏行为发育关键时期。大鼠冷敏行为随着周龄呈规律变化,具有周龄依赖性,且刺激温度越低,大鼠反应越敏感。2.大鼠DRG冷敏TRP通道mRNA表达的发育变化各周龄TRPC5 mRNA表达量较1D龄大鼠均显著下调。TRPM8 mRNA表达量在1W-3W显著上调,4W-6W显著下调。TRPA1 mRNA 2W-6W表达显著上调,4W相对3W快速下降。大鼠DRG细胞冷敏TRP通道(TRPC5、TRPM8、TRPA1)mRNA表达具有周龄依赖性并且3W-4W可能是TRPA1和TRPM8 mRNA表达发育关键期。3.大鼠DRG TRPA1通道电流的发育变化采用电生理膜片钳记录出生后3D-6W大鼠DRG TRPA1通道电流变化,结果显示,随周龄增加,TRPA1电流从3D-4W除3W外逐渐增加,5W-6W电流逐渐减小,其中2W-4W显著增大。表明TRPA1电流存在周龄依赖性,且3W-4W TRPA1电流快速上升,可能为TRPA1电流发育的关键期。4.TRPA1~(-/-)与TRPA1~(+/+)小鼠体重发育变化(1)3W-4W两种小鼠的体重增加最快,是体重发育关键期。(2)1D-4W TRPA1~(-/-)小鼠体重均高于TRPA1~(+/+)小鼠,说明TRPA1基因敲除可能增加1D-4W小鼠体重。(3)连续13℃刺激时,TRPA1~(-/-)小鼠体重显著增加期延迟至2W,说明13℃刺激可能延缓TRPA1~(-/-)小鼠体重发育,连续17℃刺激无影响。(4)连续13℃和17℃刺激下TRPA1~(+/+)小鼠体重显著增加期提前至1W,说明13℃和17℃刺激可能加速了TRPA1~(+/+)小鼠体重发育。(5)连续13℃刺激降低TRPA1~(-/-)小鼠(无显著性差异)而增加TRPA1~(+/+)小鼠体重大小,并在4W时显著增加。提示连续13℃刺激增加小鼠体重且可能与TRPA1基因有关。5.TRPA1~(-/-)与TRPA1~(+/+)小鼠冷敏行为发育变化(1)TRPA1~(-/-)小鼠单次13℃冷刺激时,冷刺激缩足阈值在4W出现快速上升并具显著差异,说明3W-4W可能是TRPA1~(-/-)小鼠冷敏行为发育关键期。出生后早期TRPA1~(+/+)小鼠冷敏行为均有显著性差异。(2)出生后早期TRPA1~(-/-)小鼠1W-6W基本较TRPA1~(+/+)小鼠冷敏行为减弱,并且在4W时有显著性差异,说明TRPA1基因缺失可能影响小鼠对低温变化的正常感知。(3)连续13℃刺激时较单次13℃刺激,TRPA1~(-/-)小鼠冷敏行为相对不敏感期提前到3W且延长到5W,TRPA1~(+/+)小鼠3W-6W温度响应变得不敏感。结果提示连续低温刺激延缓了小鼠对温度的感知的发育,并且这种影响可能与TRPA1基因有关。6.胞外基质对mTRPA1通道电流的作用(1)在0.1μg、0.2μg和0.4μg胞外基质Tenascin-C存在时:mTRPA1通道电压诱发的电流减小,激活延缓,0.1μg降低效果最明显。mTRPA1通道配体诱发电流减小,0.4μg时显著性降低。(2)在2.5μg胞外基质Tenascin-R存在时:mTRPA1通道电压诱发的电流增大,易化激活,而配体诱发的电流减小。综上,大鼠冷敏行为、DRG上TRPA1 mRNA和TRPA1通道电流发育具有周龄依赖性,并都在3W-4W发生快速改变,说明3W-4W可能为大鼠TRPA1通道表达发育关键期。通过大鼠实验结果初步确定了TRPA1通道发育关键期后进一步利用敲除小鼠探究冷敏行为与TRPA1通道的关系。小鼠行为学结果提示连续温度刺激和TRPA1基因可能影响小鼠冷敏行为和体重发育。Tenascin-C和Tenascin-R对mTRPA1通道电流有不同的影响,对不同诱发方式诱发出的电流的影响也不同。由于时间关系有关Tenascins与TRPA1介导的冷敏发育的分子与细胞整合机制有待后续工作阐明。
【图文】：

拓扑图,通道蛋白,离子通道,亚基

图 1-1 哺乳动物 TRP 离子通道家族系统树以及 TRP 通道蛋白亚基的组织拓扑. 1-1 Mammalian TRP ion channel family phylogenetic tree and tissue topology map channel protein subunits[37]TRP 通道主要以同源或异源四聚体形式在信号转导中发挥作用（图 1-的研究表明：TRPV1 通道通过 TRPV1 亚基 C 末端区域的 21 个氨基酸四聚体通道。作为一种多功能细胞感受器，TRP 通道主要存在于感觉神痛觉、温觉、机械感觉等众多生理过程。在炎症和神经受损期间，TR变化、机械刺激等更加敏感，因此被认为是治疗人类炎症性和神经性疼物靶点[38]。

三维重建,人类,通道,亚基

哺乳动物 TRP 离子通道家族系统树以及 TRP 通道蛋白亚基的组织mmalian TRP ion channel family phylogenetic tree and tissue topologychannel protein subunits[37]道主要以同源或异源四聚体形式在信号转导中发挥作用（表明：TRPV1 通道通过 TRPV1 亚基 C 末端区域的 21 个氨道。作为一种多功能细胞感受器，TRP 通道主要存在于感觉、机械感觉等众多生理过程。在炎症和神经受损期间，械刺激等更加敏感，因此被认为是治疗人类炎症性和神经8]。
【学位授予单位】：延安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q25

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