中枢神经系统Nbn基因敲除小鼠大脑皮质胶质细胞的功能改变

摘要

在DNA损伤应激反应中，MRN复合物（由Mre11蛋白、Rad50蛋白、Nbs1蛋白共同组成）能够识别DNA损伤位点，通过调节损伤修复通路蛋白，参与DNA损伤修复。人类Nbs1基因（编码Nbs1蛋白）突变将引起“染色体断裂综合症(nijmegenbreakagesyndrome，NBS)”，其临床表现主要包括：小颅畸形、免疫缺陷、生长发育缺陷、染色体不稳定性以及恶性肿瘤易患性等。
　　 为进一步研究“NBS综合症”患者小颅畸形的发生机制，本课题组前期研究中，通过“条件性基因敲除方法(conditionalknockout)”将小鼠Nbn基因存中枢神经系统(central nervoussystem，CNS)神经元中特异性敲除。该小鼠模型（命名为NbnCXS-del小鼠）的表型和人类“NBS综合症”患者的临床表现极为相似。因此该动物模型的制备为研究“NBS综合症”患者小颅畸形的发生机制提供了良好的实验基础。我们前期研究发现，生后早期NbnCXS-del小鼠大脑组织结构能够形成，但其内神经元出现明显的退行性变；而小脑的组织结构大部分不能形成，其内神经元退行性变更为严重。另外，我们发现，生后早期NbnCXS-del小鼠胼胝体以及脑干区域的有髓神经纤维极向消失，密度显著降低，提示Nbs1可能对髓鞘形成起一定作用。
　　 本研究从神经胶质细胞对神经元的营养角度，探讨了生后早期NbnCXS-del小鼠大脑皮质神经元及有髓神经纤维变性的分子机制。目前研究发现，Nbn基因存小鼠CNS星形胶质细胞中的表达下调，导致神经生长因子(nervegrowthfactor，NGF)以及脑源性神经营养因子(brainderivedneurotrophicfactor，BDNF)的蛋白表达水半降低，而对神经营养素-3（neurotrophin-3，NT-3）的蛋白表达水平并未产生影响。另外，NGF的蛋白表达水平降低并未影响受体型酪氨酸蛋白激酶A(tyrosinekinaseA，TrkA)以及P75神经营养素受体(P75neurotrophicreceptor，P75NTR)的蛋白表达水平，但是NGF与两种受体的亲和力减弱。Nbn基因在小鼠CNS小胶质细胞中的表达下调，使小胶质细胞的功能降低，导致白细胞介素-1（interlukin-1，IL-1）及白细胞介素-6（interlukin-6，IL-6）的分泌减少。NGF以及BDNF的分泌减少下调了大脑皮质哺乳动物雷帕霉素靶向蛋白(mammalianrapamycintargetingprotein，mTOR)以及S6核糖体蛋白(S6ribosomalprotein，S6RP)的磷酸化水平，使星型胶质细胞对皮质神经元及有髓神经纤维的营养保护作用减弱；而IL-1及IL-6的分泌减少导致核因子κB(neucleifactor-κB，NF-κB)的磷酸化水平降低，使小胶质细胞对皮质神经元及有髓神经纤维的炎性保护作用减弱。Nbn基因在小鼠CNS少突胶质细胞中的表达下调，抑制了髓鞘碱性蛋白(myelinsheathbasicprotein，MBP)以及髓鞘调控转录因子oligo1的蛋白表达水平，导致髓鞘发育缺陷。神经营养作用以及炎性反应的减弱参与了髓鞘发育缺陷的分子机制。
　　 综合上述，Nbn基因在小鼠CNS中特异性敲除导致星形胶质细胞及小胶质细胞对大脑皮质神经元及有髓神经纤维的营养及炎性作用减弱，分别通过下调mTOR/S6RP、NF-κB信号转导通路的活性，引起大脑皮质神经元退行性变及髓鞘形成障碍。

目录

前言

本研究拟解决的关键问题

实验流程图

材料与方法

实验结果

讨论

参考文献

结论

综述

缩略词表

附录（研究论著）：

致谢

个人简历

声明

学位论文版权使用授权书