利用果蝇模型对两种神经退行性疾病机理的研究

发布时间：2017-04-01 18:07

  本文关键词：利用果蝇模型对两种神经退行性疾病机理的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在现代社会,神经退行性疾病的发病率在逐渐上升,成为影响人们健康的一大类疾病,其中包括阿尔茨海默症,帕金森氏症,亨廷顿症等。在脆性X综合症的研究过程中又衍生出了一种致病机理不尽相同的新一类疾病-脆性X相关震颤/共济失调综合症(FXTAS)。随着人们对这些疾病的深入研究,越来越多的证据表明不同的表观遗传或者环境因素会导致发病时间的改变或者临床症状的不同。为了从遗传学角度研究相关基因在神经退行性疾病中的的作用,本课题利用经典的遗传学研究模式生物-果蝇来进行研究。使用果蝇作为研究模具有以下三个方面的优势:一、果蝇和哺乳动物拥有高保守度的同源基因,相关疾病发病机理非常相似;二、果蝇拥有强大的遗传学操作工具株和方法;三、果蝇生长周期短,饲养方便简单。因此我们以果蝇为模型对两种神经退行性疾病进行病理方向的研究,包括脆性X相关震颤/共济失调综合症(FXTAS)和阿尔茨海默症的研究。尽管FXTAS和阿尔兹海默症的病理尚未清楚,但是已经提出了很多可能的机理,例如FXTAS中的潜在机制包括,功能性蛋白质隔离机制,RAN转录机制,R-loop机制,FMRP表达下调导致机制等,阿尔茨海默症病理包括β淀粉样沉淀,Tau通路调节等。我们对FXTAS中功能性蛋白质隔离机制进行深入研究,其中已经证明了许多功能性蛋白质被卷入其中,例如Rm62,Pur-alpha,hn RNP A2/B1,CUGBP1,DGCR8等。富含嘌呤元件结合蛋白A(Purine-rich element-binding protein A,简称Pur-alpha)具有调节复制,转录,翻译的作用,并且在大脑发育和几种神经退行性疾病中具有相当关键的作用。为了了解它是如何营救神经退行性疾病表型,我们从Pur-alpha的蛋白质结构入手,进行深入剖析并挖掘它在FXTAS中是如何扮演重要功能的。在发现了Pur-alpha蛋白的几个具有功能的氨基酸位点后,通过电泳迁移率变动分析实验确认了Pur-alpha蛋白的DNA/RNA结合位点,果蝇杂交实验的结果证明了Pur-alpha蛋白的DNA/RNA结合位点和DNA解旋活性位点是营救疾病表型的关键,正是这两个活性位点的功能使得Pur-alpha蛋白具有神经保护的作用。众所周知,在DNA的脱氧核糖核苷酸链可以进行共价化学修饰,其中的DNA的甲基化具有对基因表达调控的作用。有研究表明在FXTAS中存在其中一种DNA甲基化修饰-5hm C的变化,而5hm C对基因转录表达的调节作用可能会是产生病变的原因,因此我们想了解5hmc的改变是否会影响阿尔茨海默症相关基因的表达,进而引发阿尔茨海默症的神经毒性。通过对数据库的多次对比分析,筛选出一些相关基因,最终确定了CELF1、CLEC16A、BIN1等可能参与神经毒性调节的基因。利用已有的阿尔兹海默病果蝇模型对这些基因进行验证是否参与阿尔茨海默症的神经毒性的调节,并通过果蝇模型的行为学实验进一步验证他们是否可以调节Tau蛋白诱导的运动障碍。
【关键词】：神经退行性疾病 果蝇模型 Pur-alpha蛋白
【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】：R741
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 前言11-17
• 1.1 脆性X相关震颤/共济失调综合症11-13
• 1.2 阿尔茨海默症13-14
• 1.3 果蝇模型14-15
• 1.4 DNA甲基化作用15-16
• 1.5 立题依据及研究目标16-17
• 第二章 Pur-alpha在FXTAS中结构功能研究17-35
• 2.1 Pur-alpha简介17-18
• 2.2 Pur-alpha突变体构建18-20
• 2.2.1 实验材料18
• 2.2.2 实验方法18-20
• 2.3 DNA解旋分析实验20-23
• 2.3.1 实验材料20-21
• 2.3.2 实验方法21-22
• 2.3.3 实验结果22-23
• 2.4 电泳迁移率分析实验23-28
• 2.4.1 实验材料23
• 2.4.2 实验方法23-24
• 2.4.3 实验结果24-28
• 2.5 突变果蝇的构建与杂交28-31
• 2.5.1 实验材料28
• 2.5.2 实验方法28-30
• 2.5.3 实验结果30-31
• 2.6 扫描电子显微镜成像31-34
• 2.6.1 实验材料31
• 2.6.2 实验方法31-32
• 2.6.3 实验结果32-34
• 2.7 本章小结34-35
• 第三章 利用果蝇模型对阿尔茨海默症相关基因的研究35-43
• 3.1 5hmc在神经退行性疾病中的变化35
• 3.2 生物信息学筛选35-36
• 3.3 果蝇杂交实验36-39
• 3.3.1 实验材料36
• 3.3.2 实验方法36-37
• 3.3.3 实验结果37-39
• 3.4 行为学杂交实验39-41
• 3.4.1 实验材料39
• 3.4.2 实验方法39-40
• 3.4.3 实验结果40-41
• 3.5 小结41-43
• 第四章 结论43-45
• 参考文献45-53
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果53-54
• 致谢54

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