论文题目: 钙离子通过调节Rho家族的鸟苷三磷酸酶触发神经元生长锥转向
论文类型: 博士论文
论文专业: 神经生物学
作者: 金明
导师: 蒲慕明,袁小兵
关键词: 轴突导向,生长锥,钙离子,家族的鸟苷三磷酸酶,蛋白激酶,钙离子,钙调蛋白依赖性蛋白激酶
文献来源: 中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）
发表年度: 2005
论文摘要: 在神经系统的发育过程中,细胞外导向因子的梯度可以引导神经元的轴突在生长时发生转向,最终到达正确的靶细胞。过去的研究表明,细胞内的钙离子和Rho 家族的鸟苷三磷酸酶(Rho family of small GTPases,Rho GTPases)均可以介导轴突导向的信号通路,但两者之间的相互关系尚不清楚。利用生物化学、钙成像和神经元生长锥转向分析技术,我们发现在转染了野生型Rho GTPases 的人胚胎肾细胞系(Human embryonic kidney 293T cells,HEK293T cells)和原代培养的小脑颗粒细胞(Cultured cerebellar granule cells)中,直接升高细胞内的钙离子浓度可以升高Cdc42/Rac 的活性,同时降低RhoA 的活性。不对称升高爪蟾胚胎脊髓神经元生长锥内的钙离子浓度可以使生长锥朝钙离子浓度高的一侧转向,这种偏转可以被细胞内表达的突变型Cdc42 阻断,而不受突变型的RhoA 影响。细胞内钙离子浓度升高引起的Rho GTPases活性的变化同时伴随着蛋白激酶C(Protein Kinase C,PKC)的激活,另外也需要钙离子/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II(Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II,CaMK-II)的本底活性。因此,Rho GTPases 可以作为纽带连接它的上游——导向因子引起的钙离子浓度升高和下游——细胞骨架分子的重组,引导神经元生长锥转向。
论文目录:
摘要
目录
图表目录
简写列表
正文部分
1. 引言
1.1 神经系统的发育过程
1.2 轴突导向研究的历史回顾
1.3 导向因子及其受体
1.4 轴突导向的信号通路
1.5 钙离子和Rho GTPases 在轴突导向中的作用
1.6 小结
2. 实验材料和方法
2.1 爪蟾的人工受精、胚胎注射和外源基因的表达
2.2 细胞培养
2.3 生长锥转向分析
2.4 钙成像分析
2.5 蛋白质印记法(Western blotting)和免疫沉淀
2.6 Rho GTPases 的活性分析
2.7 实验所用动物、仪器、试剂和抗体的来源
3. 实验结果
3.1 Ryanodine 梯度可以触发神经元生长锥转向和钙离子浓度不对称升高
3.2 Ryanodine 梯度触发的生长锥转向依赖于细胞内钙离子浓度的升高和Rho GTPases 的活性
3.3 大鼠Rho GTPases 突变基因在爪蟾脊髓运动神经元中的表达
3.4 Ryanodine 梯度触发的生长锥吸引反应需要适当的细胞内Cdc42 的活性
3.5 细胞内钙离子浓度的升高能够调节Rho GTPases 的活性
3.6 导向因子BDNF 对神经元内钙离子和Rho GTPases 活性的调节
3.7 导向因子BDNF 和netrin-1 对Rho GTPases 活性的调节依赖于细胞内钙离子浓度的升高
3.8 钙离子对Rho GTPases 活性的调节依赖于PKC 和CaMK-II
3.9 钙离子不对称升高引起的生长锥转向也依赖于 PKC 和CaMK-II
3.10 PKC 介导从钙离子到Rho GTPases 的信号通路
3.11 钙离子通过PKC 调节Rho GTPases 触发神经元生长锥转向的模型
4. 实验讨论
4.1 钙离子不对称升高能够触发神经元生长锥转向
4.2 生长锥内钙离子的信号放大机制
4.3 Cdc42 和Rac 介导钙离子不对称升高引起的生长锥转向
4.4 在导向因子引起的生长锥转向过程中钙离子和 Rho GTPases 之间的相互关系
4.5 钙离子调节神经元内Rho GTPases 活性的分子机制
4.6 PKC 在神经元轴突导向过程中的作用
5. 结论
参考文献
发表文章目录
文献综述: 神经元轴突导向的分子机制
1. 前言
2. 轴突导向因子及其受体
3. 神经元内的信号通路
4. 钙离子在轴突生长和导向中的作用
5. Rho GTPases 在轴突导向信号通路中的作用
6. 生长锥运动和转向过程中细胞骨架的重组
7. 轴突导向的动态调节
8. 研究展望
参考文献
致谢
发布时间: 2005-09-09
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