秀丽隐杆线虫气味感受与识别的生物物理特性与分子机制，以及抑制溶酶体释放

发布时间：2016-11-26 14:09

  本文关键词：秀丽隐杆线虫气味感受与识别的生物物理特性与分子机制，以及抑制溶酶体释放对胶质瘤细胞迁移的抑制效应的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《浙江大学》 2015年

秀丽隐杆线虫气味感受与识别的生物物理特性与分子机制，以及抑制溶酶体释放对胶质瘤细胞迁移的抑制效应的研究

刘钰  

【摘要】：由于短暂的生命周期、便利的基因操作、清晰的突触联系以及丰富的感觉能力,秀丽隐杆线虫(C. elegans)被广泛地应用于感觉功能的研究。嗅觉是其最为代表性的感觉能力之一,不仅仅能感受成百上千种气味分子,而且可以对不同浓度的同种气味分子产生不同的行为学表现,与摄食、交配等行为密切相关。之前的研究结合甲基磺酸乙酯(EMS)随机诱变以及行为学的方法鉴定出了与其嗅觉相关的五对嗅觉神经元,包括主要识别偏爱性气味的AWA和AWC神经元以及主要识别厌恶性气味的AWB、ADL和ASH神经元。此外,还发现了大量与嗅觉相关的基因。但是这些基因在具体的每个神经元中是如何参与气味的识别,它们在气味信号的胞内传递通路上发挥着怎样的功能还不清楚。我们应用在体电生理的方法结合药理学实验,研究了这些嗅觉受体神经元对气味分子的电生理反应,并鉴定了其胞内信号通路。我们发现AWC神经元在给予低浓度(10-1)或高浓度(10-2)异戊醇(IAA)时都被超极化,而在移除工从时被去极化。进一步的实验发现这种IAA引起的外向电流是由于环核苷酸门控的离子通道(CNG channel) TAX-2/TAX-4的关闭形成的。而TAX-2/TAX-4的关闭可能是通过G蛋白α亚基ODR-3和GPA-3对膜受体型的鸟苷酸环化酶(GC)ODR-1/DAF-11的抑制从而降低胞内cGMP水平实现的。在AWB神经元中,我们发现其对高低浓度IAA有不同的反应,低浓度引起内向电流并且无洗脱反应,而高浓度的反应与AWC相似。我们的实验提示高低浓度的不同反应是由于不同的G蛋白靶向不同的下游信号转导通路形成。低浓度反应是由GPA-3抑制PDE-1,2,3,5提高胞内cGMP水平开放TAX-2形成,与沙地蜥蜴颅顶眼的感光信号通路类似；而高浓度诱导的超极化反应是由于ODR-3抑制ODR-I使胞内cGMP水平降低关闭TAX-2形成。AWA神经元对高低浓度IAA均表现为内向电流,并且是由瞬时受体势离子通道(RP channel)OSM-9介导。线虫的伤害性感受器ASH神经元只感受高浓度IAA,也表现为OSM-9介导的内向电流,对低浓度IAA无反应。ADL神经元不参与对IAA的感知。我们认为这五对嗅觉神经元分别表达了对IAA亲和力不同的气味受体。其中AWB表达了感受高浓度IAA的低亲和力受体和感受低浓度IAA的高亲和力受体,ASH只表达了感受高浓度IAA的低亲和力受体,ADL中不表达IAA受体。因此,它们通过不同的受体偶联不同的信号通路分别感受高低浓度IAA。另一方面,AWA、AWB、AWC和ASH的组合参与了高浓度IAA的感知,而低浓度IAA则是由AWA、AWB和AWC的组合实现。总之,我们第一次将膜片钳电生理技术引入秀丽隐杆线虫嗅觉生成的分子细胞机制研究,为揭示秀丽隐杆线虫嗅觉感受、识别与信号传递过程提供了最直接的证据,并初步阐明了秀丽隐杆线虫如何通过不同组合的嗅觉神经元和多样化的胞内信号通路来识别不同浓度的气味从而引起复杂的行为。 分泌型溶酶体除了具有传统溶酶体降解蛋白的功能外,还可以将其特定的效应分子分泌到胞外参与多种生理和病理功能。在某些肿瘤细胞中,溶酶体常常从核周转移至细胞膜周边。溶酶体中含有多种酸性水解酶,许多研究表明这些水解酶广泛参与了肿瘤的发生和发展,提示分泌型溶酶体可能通过分泌水解酶参与了肿瘤细胞的迁移和浸润。我们发现阻断溶酶体分泌的药物GPN和vacuolin-1以及RNAi溶酶体分泌相关的Rab GTPase Rab27a可以在划痕实验和transwell实验中有效抑制大鼠胶质瘤细胞系C6和人胶质瘤细胞系U251的迁移和浸润。进一步的研究表明溶酶体的水解酶cathepsin D的抑制剂pepstatin A也可以在划痕实验中抑制C6和U251的迁移,提示由Rab27a介导的溶酶体分泌的cathepsin D参与了胶质瘤细胞的迁移和浸润。细胞表面组织化学染色以及流式分析表明溶酶体标记分子LAMPl的水平在C6细胞表面显著高于原代培养的星型胶质细胞,提示C6的溶酶体处于更高的分泌水平。我们的工作提示肿瘤细胞可以通过溶酶体分泌水解酶降解细胞外基质,从而促进肿瘤细胞的迁移和浸润。因此,抑制肿瘤细胞的溶酶体释放可能可以做为抗肿瘤药物的作用靶点。

【关键词】：
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q434
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡颖颖;徐书法;Abebe J.Wubie;李薇;国占宝;周婷;;昆虫嗅觉相关蛋白及嗅觉识别机理研究概述[J];基因组学与应用生物学;2013年05期

2 吴伟伟;宫平;哈尼克孜;石晓雷;于丽娟;田月珍;田可川;;动物胚胎发育中的MicroRNAs研究进展[J];草食家畜;2014年01期

3 王培丹;易欣;王政;齐江卫;翁群芳;桑松;;昆虫嗅觉感受机制的研究进展[J];贵州农业科学;2014年03期

4 潘晖;吕叶辉;张恒;陈龙;;mRNA和microRNA在机械性窒息死推断中的研究进展[J];中国法医学杂志;2014年02期

5 Yong-Xin Liu;Meng Wang;Xiu-Jie Wang;;Endogenous Small RNA Clusters in Plants[J];Genomics,Proteomics & Bioinformatics;2014年02期

6 郭静;黎娜;范杨;刘洁;孙海岚;蒋宝泉;杨剑;许红霞;;早期肠内营养支持对喉癌术后病人营养状况的改善作用[J];肠外与肠内营养;2014年03期

7 夏薇;李静;周丽霞;杨耀东;肖勇;马子龙;;椰子保守microRNA预测和特征分析[J];广东农业科学;2014年14期

8 信吉阁;曾养志;;高通量RNAi及其在细胞生物学特性研究中的应用[J];安徽农业科学;2015年02期

9 孟伟伟;贺付成;吕品;曲蕴慧;;血浆miR-20a和let-7a在卵巢癌中的表达及其临床意义[J];第三军医大学学报;2015年02期

10 王静毅;冯仁军;柴娟;陈友;张银东;马子龙;武耀廷;;一种简便有效的香蕉小分子RNA提取方法[J];果树学报;2015年02期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 谭宇蓉;BRS-3肺内生物学效应、基因表达调控研究及天然配体分离[D];中南大学;2007年

2 刘真;促生长激素神经肽在感觉和交感神经节的表达及有关的痛觉调节机制[D];山东大学;2008年

3 魏玉英;一种新的肿瘤相关抗原BAP31基因表达调控的初步研究[D];第四军医大学;2012年

4 蔡晶;α_2-肾上腺素受体激动剂对耳蜗螺旋神经节细胞的保护作用及机制研究[D];山东大学;2013年

5 邵耘;MicroRNA-101与环氧化酶-2在胃癌组织中的表达及意义[D];南京医科大学;2013年

6 张婷婷;hsa-miR-30b在胰腺导管腺癌中表达及功能的初步研究[D];北京协和医学院;2013年

7 马明;小鼠主嗅球及内侧缰核—脚间核通路中胆碱能系统的功能研究[D];北京协和医学院;2013年

8 张卫奇;纳米材料作为siRNA载体及其与细胞的相互作用研究[D];北京协和医学院;2013年

9 张伟;NO/cGMP信号通路在新生和未成熟雌性大鼠卵泡形成和发育中的生物学作用及其调控机制研究[D];南京农业大学;2011年

10 何谐;核受体PPARγ和FXR的抗炎机制研究[D];第三军医大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孙广杰;牛腺垂体倾向表达miR-7与miR-375靶基因的识别[D];吉林大学;2013年

2 闫凤侠;联合式学习记忆诱导小鼠桶状皮层锥体神经元功能可塑性的机理[D];蚌埠医学院;2013年

3 刘慧;MicroRNA-182对结直肠癌发生发展，，预后以及细胞迁移能力的研究[D];山东大学;2013年

4 聂婵娟;miR-29a在球囊损伤诱导的血管内膜增生中的作用及其与冠心病之间的关系[D];河北医科大学;2013年

5 孙丽妍;HPV经Wnt通路致宫颈癌上皮—间质转化的研究[D];河北医科大学;2013年

6 王淑芳;miR-21在子宫内膜癌Ishikawa细胞中的表达及其对P53的调节作用[D];河北医科大学;2013年

7 李梦婷;鞘氨醇激酶1对结肠癌细胞血管生成拟态的影响及其机制[D];广西医科大学;2013年

8 伊茂修;家犬嗅觉受体基因的空间表达差异及进化分析[D];曲阜师范大学;2013年

9 田捧;DGCR8对卵巢癌发生发展的体内外实验研究[D];郑州大学;2013年

10 云亭;利用锌指核酶技术制备MSTN基因敲除的牛胎儿成纤维细胞[D];内蒙古大学;2013年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李文玲;赵文清;周娜静;韩硕;王彦玲;蒋常文;闫蕴力;;外源性IL-18基因对C6胶质瘤细胞体内致瘤抑制作用[J];细胞生物学杂志;2008年01期

2 王凡,黄强,兰青,周丽英,孙志芳,王爱东;高聚金葡素活化淋巴细胞的抗胶质瘤效应[J];中国肿瘤生物治疗杂志;2000年03期

3 王东海,李新钢,鲍修风;胶质瘤树突状细胞疫苗研究进展[J];国外医学(肿瘤学分册);2004年05期

4 蒋常文,闫蕴力,马卫东,郑力芬,翟丽东,李文玲,曹翠丽;IL-18基因转染对大鼠C6胶质瘤细胞生长特性的影响[J];细胞生物学杂志;2005年03期

5 李永宁,幸兵,任祖渊,苏长保,王任直,马文斌;脂质体介导B7基因在C6胶质瘤细胞中表达的实验研究[J];中国实验动物学杂志;2001年01期

6 李永宁,任祖渊,苏长保,王任直,马文斌,幸兵;IL2-TNFα基因诱导大鼠C6胶质瘤细胞凋亡[J];中国实验动物学报;2001年02期

7 吴淑燕,张旭光,王响英,李苏安,毛棣华;两种局部注射核素方法放疗对胶质瘤模型的治疗作用[J];上海实验动物科学;2004年02期

8 杨伟廉,王尧,韦永新,阮长耿,杜子威;抗胶质瘤细胞单克隆抗体SZ-38及其识别抗原的生化特征[J];生物化学杂志;1988年06期

9 许先平;吴明灿;陈世洁;罗国才;;胶质瘤中survivin蛋白的表达及其生物学意义[J];长江大学学报(自科版)医学卷;2007年01期

10 商战平,王德兴,商朝,吕群;化疗作用对C_6胶质瘤细胞药物敏感性的实验研究[J];内蒙古民族大学学报(自然科学版);2001年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨孔宾;赵世光;刘炳学;陈晓丰;戴钦舜;;K~+通道阻断剂四乙胺对大鼠胶质瘤细胞的增殖和凋亡影响[A];中国医师协会神经外科医师分会第四届全国代表大会论文汇编[C];2009年

2 黄强;;胶质瘤生成细胞研究[A];第三届中国肿瘤学术大会教育论文集[C];2004年

3 潘冬生;;联合基因诱导体内抗胶质瘤免疫反应的实验研究[A];2011中华医学会神经外科学学术会议论文汇编[C];2011年

4 朱永坚;张建民;刘伟国;沈宏;;甲氧胺联合β-榄香烯抑制胶质瘤细胞增殖的实验研究[A];中华医学会神经外科学分会第九次学术会议论文汇编[C];2010年

5 谢爽;王学美;谢东泽;;鲜壁虎提取物抑制C6胶质瘤细胞增殖和凋亡的研究[A];第九届全国中西医结合肿瘤学术研讨会论文集[C];2002年

6 杨正钦;;姜黄素抑制C6胶质瘤细胞增殖＼诱导其凋亡的分子机制[A];第十二届全国神经精神药理学学术交流会论文集[C];2006年

7 张豫滨;杨孔宾;刘赞;叶远柱;赵世光;;组蛋白去乙酰化酶抑制剂增加蛋白酶抑制剂对胶质瘤的凋亡[A];第四届中国肿瘤学术大会暨第五届海峡两岸肿瘤学术会议论文集[C];2006年

8 石键;傅伟明;张宏;陈鹏;;外源性wt p53基因及对大鼠C6胶质瘤细胞的热增敏效应[A];2008年浙江省神经外科学学术年会论文汇编[C];2008年

9 周朋;刘晓谦;胡炜;;耐药基因的表达与体外药敏试验对胶质瘤化疗的指导意义[A];2011中华医学会神经外科学学术会议论文汇编[C];2011年

10 赵世光;韩大勇;赵洪波;滕雷;李一;;三氧化二砷缓释片体内对C6胶质瘤细胞的抑制作用[A];中国医师协会神经外科医师分会第四届全国代表大会论文汇编[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 衣晓峰　冯宇曦;[N];中国医药报;2011年

2 记者 匡远深;[N];健康报;2011年

3 张献怀　张文;[N];健康报;2007年

4 白毅;[N];中国医药报;2006年

5 王德江；刘藏；王贵怀；曹勇；王新生；肖新如;[N];中国医药报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陈儇;氯化甲基汞抗鼠胶质瘤细胞作用的体内外实验研究[D];吉林大学;2007年

2 俞磊;胶质瘤中异柠檬酸脱氢酶基因的检测及其对化疗疗效的影响[D];南方医科大学;2012年

3 范左栩;低氧微环境对体外培养胶质瘤干细胞增殖的影响及机制研究[D];浙江大学;2013年

4 黄吉炜;胶质瘤特异性4optHBS-Msi1/GFAP启动子的构建评价及其在基因治疗中的初步应用[D];北京协和医学院;2009年

5 黄伟;EZH2基因调控脑胶质瘤细胞恶性生物学行为的实验研究[D];第二军医大学;2010年

6 杨柳松;不同1p杂合性缺失特征少枝胶质瘤的差异蛋白质组学研究[D];复旦大学;2010年

7 杨冰;胶质瘤相关新基因的研究[D];复旦大学;2005年

8 王舒楠;内皮祖细胞参与胶质瘤微血管形成及功能的活体影像学研究[D];第三军医大学;2012年

9 刘国栋;转铁蛋白修饰的载阿霉素氧化石墨烯纳米粒抗胶质瘤实验研究[D];苏州大学;2013年

10 范文海;蛋白酶体抑制剂对胶质瘤细胞诱导凋亡作用及机制研究[D];吉林大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孙珊珊;~1H-MRS在检测胶质瘤早期放疗反应中的应用研究[D];山东大学;2012年

2 张军霞;基因工程内皮祖细胞介导的靶向血管新生治疗胶质瘤的研究[D];南京医科大学;2008年

3 李宗豪;胶质瘤干细胞研究进展[D];河北医科大学;2009年

4 李科;苯丁酸钠体外诱导大鼠C6胶质瘤细胞分化及凋亡的研究[D];山东大学;2010年

5 徐鑫;缺氧诱导因子-1α与葡萄糖转运蛋白-3在胶质瘤中的表达[D];河北医科大学;2008年

6 蒋国梁;C6胶质瘤细胞对神经干细胞迁移的实验研究[D];昆明医学院;2009年

7 陈宝敏;胶质瘤干细胞生物学特性比较及放射耐受机制的初步研究[D];苏州大学;2010年

8 唐骏启;牛黄体细胞与C6胶质瘤细胞共培养及凋亡相关基因在大鼠黄体中的表达[D];西北农林科技大学;2009年

9 沈云天;胶质瘤干祖细胞在恶性胶质瘤放射抗拒中作用的初步研究[D];苏州大学;2008年

10 张景泽;逆转录酶抑制剂AZT对大鼠C6胶质瘤细胞作用的体外研究[D];昆明医学院;2009年

  本文关键词：秀丽隐杆线虫气味感受与识别的生物物理特性与分子机制，以及抑制溶酶体释放对胶质瘤细胞迁移的抑制效应的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：194643