动物认知行为与IL1RAPL1基因表达水平的关系研究

动物认知行为与IL1RAPL1基因表达水平的关系研究

论文摘要

智力低下又称精神发育迟滞(mental retardation,MR)是严重危害人类身心健康的一类与智力有关的疾病。20世纪90年代后期,对非特异性MR,特别是对X连锁非特异性智力低下(X-linked non-specific mental retardation,MRX)基因的搜寻、定位和功能研究工作取得了很大进展。目前,已确定的与MRX有关的基因大约有15个。虽然还有许多其它基因有待进一步鉴别,但对已发现的基因做进一步的表达研究以及做基因表达水平与认知能力关系的研究,是深入揭示这些基因与人类认知能力的关系,弄清MR发病机理的关键问题,无疑这项研究也具有重要的医学价值和潜在的应用前景。IL1 RAPL1基因是1999年克隆的与MRX有关的基因之一,位于人类X染色体的Xp22.1-p21.3处。通过对MRX病人基因突变以及基因在动物脑中表达区域的研究,已基本确定IL1 RAPL1基因与人类高级认知能力密切相关。但对该基因的脑表达水平(或程度)与认知能力关系的研究尚未见报道。本研究按实验组与控制组的实验设计,对成年大鼠进行主动回避训练获得不同学习成绩的大鼠,再用原位杂交法、免疫组织化学法,测定目标基因在大鼠脑中表达的区域以及训练后不同成绩组大鼠基因脑表达的mRNA水平和蛋白质水平。通过对比分析,确定所研究的目标基因的动物同源基因与学习记忆行为之间的关系。结果表明:(1)主动回避反应的正确率在前6天内不稳定,第6天后呈稳步上升的趋势。训练至第9天时,好成绩组正确率可达93.05%,差成绩组正确率为27.43%;(2)原位杂交结果显示,该基因表达的mRNA主要分布于海马、齿状回、顶叶皮层、嗅周皮层、梨状皮层以及杏仁核等与学习记忆有关的区域,并且好成绩大鼠组的海马区Il1rapl mRNA水平显著高于差成绩组(t=6.01,P<0.01),差成绩组与假性条件反射组之间表达水平无显著性差异(t=1.19,P>0.05):(3)免疫组织化学法实验条件探索结果也显示大鼠Il1rapl基因免疫阳性蛋白主要分布在海马、齿状回、嗅周皮层等区域,与Il1raplmRNA分布较一致。从原位杂交和免疫组织化学的结果可知,Il1raplmRNA和Il1rapl免疫阳性蛋白主要分布在海马、齿状回、顶叶皮层、嗅周皮层、梨状皮层以及杏仁核等与学习记忆有关的区域,这不仅验证了前人关于IL1RAPL1基因脑表达的区域,而且说明该基因可能还与学习记忆有关。从原位杂交好成绩组与差成绩组Il1raplmRNA表达有显著性差异可以进一步确定该基因参与了学习记忆的过程。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一部分 理论综述
  • 1 智力和智力低下
  • 1.1 智力
  • 1.1.1 智力的概念
  • 1.1.2 智力的结构
  • 1.1.3 影响智力的因素
  • 1.1.4 关于认知能力的含义与构成
  • 1.2 智力低下
  • 1.2.1 智力低下的定义及诊断
  • 1.2.2 特异性智力低下和非特异性智力低下
  • 1.2.3 X 连锁非特异性智力低下(MRX)
  • 1.3 学习理论
  • 2 动物学习记忆行为研究及应用
  • 2.1 常用的学习记忆研究动物模型
  • 2.2 与动物的主动回避反应有关的认知研究
  • 2.3 MRX 相关基因认知功能的动物模型研究
  • 3 与 MRX 有关的 IL1RAPL1 基因概
  • 3.1 IL1RAPL1 基因简介
  • 3.2 IL1RAPL1 基因的生理功能
  • 3.3 IL1RAPL1 基因的认知功能
  • 第二部分 实验部分
  • 1 动物学习记忆行为与 IL1RAPL1 基因脑表达的mRNA水平的相关性研究
  • 1.1 实验材料与方法
  • 1.1.1 材料
  • 1.1.2 主要仪器设备
  • 1.1.3 主要试剂配比
  • 1.1.4 实验方法与步骤
  • 1.1.4.1 主动回避训练
  • 1.1.4.2 探针设计
  • 1.1.4.3 脑切片制作
  • 1.1.4.4 原位杂交组织化学染色
  • 1.1.4.5 图像分析及数据统计
  • 1.2 结果
  • 1.2.1 主动回避训练结果
  • 1.2.2 鼠类 IL1rap1 基因在成年鼠脑中的主要表达区域
  • 1.2.3 鼠类 IL1rap1 基因表达的 mRNA 水平与学习成绩关系
  • 1.3 讨论
  • 2 动物学习记忆行为与 IL1RAPL1 基因脑表达的蛋白质水平相关性研究的实验条件探索
  • 2.1 绪言
  • 2.2 实验材料与方法
  • 2.2.1 材料及主要仪器设备
  • 2.2.2 主要试剂配比
  • 2.2.3 实验方法与步骤
  • 2.2.3.1 主动回避训练
  • 2.2.3.2 抗体制备
  • 2.2.3.3 脑切片制作
  • 2.2.3.4 相关实验条件的摸索
  • 2.2.3.5 免疫组织化学染色
  • 2.2.3.6 图像分析及数据统计
  • 2.3 结果
  • 2.3.1 主动回避训练结果
  • 2.3.2 鼠类 IL1rap1 基因在成年鼠中主要表达区域
  • 2.3.3 鼠类 IL1rap1 基因蛋白水平与学习成绩的关系
  • 2.4 讨论
  • 3 结论
  • 4 本研究的不足及以后的研究方向
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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