Neuritin调节神经元钾通道Kv4.2α亚单位表达及神经元兴奋性的机理研究

发布时间：2020-04-08 09:45

【摘要】：Neuritin是Nedivi在研究神经元激活依赖的突触可塑性时新发现的一种神经营养因子。前人的研究表明,Neuritin在神经元发育及突触可塑性上发挥多重作用。然而,Neuriti n作用是否需要通过特异性的受体及其发挥作用的相关信号通路尚未得到充分的研究。本论文中,我们的研究发现Neuritin能够在大、小鼠小脑颗粒神经元(CGNs)及小鼠皮层神经元上,以时间和浓度依赖性的方式,特异地上调快速外向钾电流(IA)密度。进一步的研究表明,Neuritin增加IA密度的作用是由其通过增加介导IA电流的电压门控钾离子通道α亚单位Kv4.2的mRNA含量及蛋白表达水平来实现的。Neuritin的孵育使得CGNs上ERK、Akt及mTOR的磷酸化水平显著上升,不仅如此,当以特异性的阻断剂阻断ERK、Akt及mTOR后,Neuritin不再能够上调Kv4.2的表达和IA电流密度。令人意外的是,当我们阻断胰岛素受体(IR)而非Ⅰ型胰岛素样生长因子受体(IGF-1R)后,Neuritin的上述作用均被阻断了。同时,我们在CGNs及HeLa细胞上均证实了Neuritin能够激活IR下游的信号分子。确认了Neuritin对Kv4.2基因的正向调节作用后,我们对Neuritin促进Kv4.2转录作用的机制进行了深入探讨。实验发现,当以钙调神经磷酸酶(CaN)的特异性阻断剂：环孢素A(CsA)或FK520来阻断CaN的活性后,Neuritin不再能够产生对Kv4.2表达及IA密度的正向调节作用。而免疫细胞化学和免疫印迹实验证明,在HeLa细胞和小鼠CGNs上,Neuritin能够激活转录因子NFATc4,并促进Kv4.2启动子活性的增加。在NFATc4-/-小鼠的CGNs及皮层神经元上,由于缺失了NFATc4这一转录因子,Neuritin不再能够正向调控Kv4.2和IA。随后,我们通过AAV介导的过表达手段在小鼠前额叶皮层过量表达Neuritin后,电生理记录所得到的的PFC Ⅱ/Ⅲ层锥体神经元的动作电位的频率显著降低,而在NFATc4-/-的小鼠上,则不能观察到这一现象。我们的研究首次证明Neuritin能够通过激活IR来进一步活化MEK-ERK、 Akt-mTOR和CaN-NFATc4这三条信号通路,从转录、翻译水平上促进Kv4.2基因的表达,进而上调其所介导的IA电流的密度。此外,我们还证实了Neuritin对神经元兴奋性的调节同样也需要NFATc4这一转录因子的作用。这一系列的发现为我们更好地认识Neuritin的作用提供了依据,也为我们研究其他神经营养因子的作用提供了参考。
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R338

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本文编号：2619198