RACK1调控小脑发育的功能及信号机制研究

发布时间：2023-04-29 00:26

　　小脑位于枕叶下方、脑干上方的颅后窝。越来越多研究表明,小脑不仅是运动控制器官,也参与了包括语言、情感和社交等在内的多种高级认知功能的调节。此外,由于其独特而清晰的分叶和分层结构、相对简单的细胞类型,使得小脑成为研究神经发育分子机制的一个比较理想的范式,但目前调控小脑发育的信号机制尚未完全阐明。在本研究中,我们发现了一个调控小脑发育的关键分子RACK1(Receptor for activated C kinase 1)。RACK1作为一个富含7个WD40重复结构域(WDR)的接头蛋白分子,其表达与功能都非常广泛。在已经发现的286种WDR蛋白家族成员中,部分WDR蛋白参与了大脑发育的调节。但有关RACK1在脑发育中的确切功能目前仍一无所知。由于RACK1全身突变小鼠具有胚胎致死性,因此,在本课题中,我们通过借助条件性敲除策略,利用前期制备的RACK1^{lox P}小鼠,构建了多种细胞特异性条件敲除小鼠模型,以期深入探讨RACK1在调控神经发育中的确切功能及分子机制。首先,我们发现利用Nestin-Cre在胚胎早期(E9.5)神经干细胞中特异性敲除RACK1具有胚胎致死...

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

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缩略词表
摘要
Abstract
前言
材料和方法
    1 实验动物
    2 实验仪器及设备
    3 实验试剂
        3.1 免疫印迹及免疫荧光所用抗体(一抗)
        3.2 免疫印迹及免疫荧光所用二抗
        3.3 其它常用试剂或试剂盒
        3.4 常用试剂配方
    4 实验方法
实验结果及讨论
    第一部分 ：RACK1通过影响神经干细胞和颗粒神经元前体细胞调节小脑发育
        1 RACK1在小脑中的表达模式
        2 在胚胎期早期神经干细胞中敲除RACK1引起胚胎致死
        3 在胚胎期中期神经干细胞中敲除RACK1引起小脑发育严重缺陷
            3.1 hGFAP-Cre小鼠的Cre表达模式
            3.2 hGFAP-RACK1^-/-突变小鼠表型分析
            3.3 hGFAP-RACK1^-/-突变小鼠小脑分叶分层障碍
            3.4 hGFAP-RACK1^-/-突变小鼠颗粒神经元前体细胞数量显著减少
            3.5 hGFAP-RACK1^-/-突变小鼠小脑颗粒神经元前体细胞增殖能力降低
            3.6 hGFAP-RACK1^-/-突变小鼠颗粒神经元前体细胞迁移异常
            3.7 hGFAP-RACK1^-/-突变小鼠小脑未见明显异常凋亡细胞
        4 在小脑颗粒神经元前体细胞中敲除RACK1引起小鼠小脑发育缺陷
            4.1 Math1-RACK1^-/-突变小鼠制备
            4.2 Math1-RACK1^-/-突变小鼠宏观表型分析
            4.3 Math1-RACK1^-/-突变小鼠小脑分层分叶异常
            4.4 Math1-RACK1^-/-突变小鼠小脑颗粒神经元前体细胞的增殖能力降低及迁移受限
            4.5 hGFAP-RACK1^-/-和Math1-RACK1^-/-小脑颗粒神经元前体细胞自我更新能力均下降
        5 在伯格曼胶质细胞中特异性敲除RACK1并未显著影响小脑的发育
            5.1 制备GLAST/ERT2-RACK1^-/-突变小鼠
            5.2 GLAST/ERT2-RACK1^-/-突变小鼠小脑具有正常的分层分叶结构
            5.3 RACK1可通过非细胞自主性方式调节小脑伯格曼胶质细胞发育
            5.4 RACK1以非细胞自主性方式调节小脑浦肯野神经元发育
        讨论一
    第二部分 ：RACK1影响小脑发育的分子信号机制探讨
        1 颗粒细胞中敲除RACK1可激活Wnt/β-catenin信号而抑制SHH/Gli1通路
        2 RACK1介导的SHH/Gli1信号活化与HDAC1/2表达水平密切相关
        3 RACK1可通过抑制HDAC1/2蛋白酶体降解途径维持其蛋白稳定性
        4 发育早期抑制HDAC1/2蛋白活性能够模拟RACK1敲除小鼠小脑缺陷表型
        5 RACK1对Wnt/β-catenin和HDAC1/HDAC2的调控不依赖其同PKC的相互作用
        讨论二
    第三部分 ：RACK1在小脑浦肯野神经元发育中的作用研究
        1 小鼠小脑浦肯野神经元中敲除RACK1可导致小脑第VI和第VII小叶融合
        2 小鼠小脑浦肯野神经元中敲除RACK1可导致小鼠精细运动和平衡功能受损
        3 RACK1影响浦肯野神经元功能的机制探讨(未完待续)
        讨论三
研究结论及前景展望
参考文献
附录：已发表文章
攻读学位期间发表论文情况
个人简历
致谢



本文编号：3804788