大脑皮质发育过程中线粒体动力学相关蛋白的表达

摘要

线粒体动力学即线粒体不断进行分裂和融合的动态过程，其主要受两类蛋白即线粒体融合蛋白和线粒体分裂蛋白进行调控。线粒体分裂融合的动态平衡是维持细胞功能，促使机体正常运转的关键，近年研究发现线粒体动力学异常可引起特定神经元凋亡，导致中枢神经系统性疾病如阿尔茨海默病、亨廷顿病等。目前对线粒体动力学异常与疾病的研究较多，但对中枢神经系统发育过程中线粒体动力学如何变化并不清楚，限制了对神经系统疾病详细机制的进一步阐释。本研究以中枢神经系统发育过程中的神经元为研究靶细胞，运用免疫荧光技术和蛋白半定量分析，观察大脑皮质发育过程中线粒体动力学相关蛋白的表达，进而推测线粒体动力学与中枢神经系统神经元发育的关系。
　　目的：探讨线粒体动力学相关蛋白在大脑皮质发育过程中的表达情况。
　　方法：以C57BL/6J野生型小鼠为研究对象，选取60只E18（胚胎18d）、P0（出生当天）、P7、P14、P21、P30六个年龄点小鼠并取其大脑，进行免疫荧光和Western blot蛋白半定量实验，观察大脑皮质和海马CA1区动力相关蛋白1（dynamin-related protein1,Drp1）、线粒体分裂蛋1（fission1 protein,Fis1）线粒体融合蛋白2（mitofusin-2,Mfn2）和视神经萎缩蛋白1（optic atrophy1,Opa1）的表达情况。
　　结果：①小鼠P14时Fis1、Drp1、Mfn2、Opa1阳性细胞数和蛋白表达量最高（P＜0.01，差异具有统计学意义），P0-P14发育阶段是小鼠大脑皮层和海马区阳性细胞数和蛋白表达量增长最快的年龄段（P＜0.01，差异尤其明显具有统计学意义），P30出现下降趋势（P＜0.05，差异具有统计学意义）。②小鼠发育的不同阶段，Drp1在不同大脑皮层中的表达存在差异，P0、P7尤其是在P7时在大脑皮质板的Ⅵ表达量明显高于其他层，P14、P21时皮质板的Ⅴ层表达量较高，P30时各皮层的表达量基本一致。
　　结论：①线粒体动力学相关蛋白在大脑皮层发育过程中表达呈先升高后降低的趋势。②线粒体分裂和融合蛋白，在海马CA1区发育过程中表达趋势与皮层中的表达趋势一致。③Drp1可能与神经细胞的迁移有关。

目录

声明

1 引 言

2 材料、仪器与方法

2.1 主要仪器

2.2主要试剂

2.3 主要试剂的配制

2.4 实验方法

3 结 果

3.1 大脑皮层片层化过程

3.2 线粒体分裂蛋白在发育过程中呈现先升高后降低趋势

3.3 线粒体融合蛋白在大脑皮质发育过程中的变化

4 讨 论

4.1 神经元参与皮质板的分层

4.2 推测Drp1促进神经细胞迁移

4.3 线粒体动力学相关蛋白共同参与大脑皮质的发育

5 结 论

参考文献

综述线粒体动力学与疾病的研究进展

附录·缩略语表

攻读学位期间发表学术论文及科研情况

致谢