尿素通道蛋白B基因敲除对小鼠嗅觉功能的影响

发布时间：2017-03-25 09:01

  本文关键词：尿素通道蛋白B基因敲除对小鼠嗅觉功能的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：尿素通道蛋白B是一种膜通道蛋白,它能够介导尿素快速跨膜转运,UT-B基因敲除小鼠肾脏的尿浓缩功能障碍,血清和脑脊液中尿素水平增加。前期研究发现UT-B的m RNA在人和小鼠的嗅觉系统高表达,UT-B基因敲除引起小鼠嗅觉障碍。由于嗅球在嗅觉传输过程具有重要作用,参与多种嗅觉障碍的发病机制,本研究拟通过检测UT-B基因敲除小鼠的嗅觉功能,观察其嗅球的形态结构与野生型小鼠之间的差异,明确UT-B缺失与小鼠嗅觉障碍的相关性,从线粒体功能、氧化应激水平和细胞凋亡等角度探讨UT-B基因敲除导致小鼠嗅觉障碍的发病机制,从而为嗅觉障碍的预防和治疗提供新的线索。结果与讨论:一、UT-B基因在人和鼠的嗅区粘膜表达RT-PCR检测发现UT-B的m RNA仅在鼻腔的嗅区粘膜高表达,其他鼻粘膜组织未见表达,提示UT-B蛋白可能对嗅区细胞的生理功能具有重要意义。进一步对小鼠的鼻粘膜和嗅球进行检测,发现UT-B m RNA在小鼠鼻粘膜的嗅区和嗅球也高表达。而UT-B基因敲除小鼠的嗅区和嗅球未见UT-B m RNA的表达。二、UT-B基因敲除小鼠嗅觉功能障碍对20周龄的UT-B基因敲除小鼠进行埋藏食物小球觅食实验,检测小鼠的嗅觉功能,结果发现野生型小鼠能够于100秒钟内找到埋藏的食物,而UT-B基因敲除小鼠找寻食物的时间较野生型小鼠明显延长(p0.01),说明UT-B基因敲除小鼠嗅觉功能明显下降。三、UT-B基因敲除小鼠的嗅上皮变薄、OMP表达减少对小鼠嗅区粘膜进行HE染色,结果显示20周龄的UT-B基因敲除小鼠黏膜表面至基底膜的厚度和细胞层数明显低于野生型小鼠。免疫组化检测可作为有功能嗅觉神经元的标记的嗅觉标记蛋白(olfactory marker protein,OMP)表达情况,发现UT-B基因敲除小鼠的嗅上皮OMP(+)细胞较野生型小鼠明显减少(p0.05)。四、UT-B基因敲除小鼠的嗅球变小、嗅球神经元减少、OMP阳性细胞减少大体检测结果表明,UT-B基因敲除小鼠的嗅球体积和嗅球重量明显低于野生型小鼠(p0.05)。HE染色结果显示UT-B基因敲除小鼠的嗅球细胞层数不变,但僧帽细胞层的神经元细胞数目明显减少,室管膜下区内的神经元数目也明显减少;免疫荧光染色和Western blot结果也表明,UT-B基因敲除小鼠的嗅球组织中嗅觉标记蛋白的表达明显低于野生型小鼠(p0.05)。说明UT-B基因敲除后,导致小鼠嗅球有功能的神经元明显减少。五、UT-B基因敲除小鼠嗅球神经元线粒体功能下降、细胞凋亡增加应用Western blot检测小鼠嗅球中凋亡相关蛋白的表达,发现凋亡蛋白cleaved Caspase-3在UT-B基因敲除小鼠的嗅球中的表达明显高于野生型小鼠(p0.05)。而抗凋亡蛋白Bcl-2在UT-B基因敲除小鼠嗅球中的表达明显低于野生型小鼠(p0.05)。说明UT-B基因敲除可能通过诱导嗅球神经元细胞凋亡,从而导致嗅球体积变小,功能神经元减少,影响嗅觉功能。流式细胞术检测线粒体膜电位(ΔΨm),发现UT-B基因敲除小鼠嗅球神经元细胞的线粒体膜电位明显降低(p0.05),ROS产生增加,而抗氧化酶超氧化物岐化酶SOD2的表达明显低于野生型小鼠,表明UT-B基因敲除致小鼠线粒体功能障碍,氧化应激增加可能参与诱导嗅球神经元细胞凋亡和损伤的发病机制。结论:UT-B基因敲除后,小鼠线粒体功能下降、氧化应激增加,嗅球神经元细胞凋亡水平上升,导致嗅球有功能神经元细胞减少,嗅觉功能障碍。
【关键词】：尿素通道蛋白B(UT-B) 嗅觉障碍 嗅觉标记蛋白(OMP) 凋亡
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R339.12
【目录】：

• 前言4-5
• 摘要5-8
• abstract8-15
• 第1章 文献综述15-30
• 1.1 嗅觉障碍的研究进展15-21
• 1.1.1 嗅觉的产生15-17
• 1.1.2 嗅觉受体与嗅觉标记蛋白17-18
• 1.1.3 嗅球与嗅觉障碍18-19
• 1.1.4 嗅觉障碍与临床病症19-21
• 1.2 尿素通道蛋白B(UT-B)在嗅觉功能的研究进展21-27
• 1.2.1 尿素循环21-23
• 1.2.2 尿素通道蛋白23-25
• 1.2.3 尿素与嗅觉功能25
• 1.2.4 UT-B基因敲除小鼠25-27
• 1.3 氧化应激和凋亡信号通路27-30
• 第2章 材料与方法30-40
• 2.1 实验材料30-32
• 2.1.1 实验动物30
• 2.1.2 实验试剂和仪器30-32
• 2.2 实验方法32-40
• 2.2.1 食物颗粒埋藏实验32-33
• 2.2.2 基因型鉴定33
• 2.2.3 免疫组化33-34
• 2.2.4 Western blot34-36
• 2.2.5 免疫荧光36-37
• 2.2.6 流式细胞术37-38
• 2.2.7 嗅球组织MDA的测定38-40
• 第3章 实验结果40-51
• 3.1 UT-B m RNA在嗅觉系统的表达40
• 3.2 成年UT-B基因敲除小鼠的嗅觉功能评价40-41
• 3.3 嗅上皮组织形态学41-43
• 3.3.1 嗅上皮组织HE染色41-42
• 3.3.2 嗅上皮OMP的表达42-43
• 3.4 嗅球组织形态学43-47
• 3.4.1 嗅球体积和质量43-44
• 3.4.2 嗅球组织HE染色44-45
• 3.4.3 嗅球组织免疫荧光45-46
• 3.4.4 小鼠嗅球中嗅觉标记蛋白的表达46-47
• 3.5 UT-B基因敲除小鼠线粒体ROS和膜电位的变化47-48
• 3.6 小鼠嗅球中凋亡相关蛋白的表达48-49
• 3.7 UT-B基因敲除小鼠嗅球组织抗氧化酶活性和MDA水平49-51
• 第4章 讨论51-57
• 第5章 结论57-58
• 参考文献58-63
• 作者简介及在读期间科研成果63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 Ivan Manzini;;From neurogenesis to neuronal regeneration: the amphibian olfactory system as a model to visualize neuronal development in vivo[J];Neural Regeneration Research;2015年06期

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本文编号：266933