NR2B转基因小鼠学习记忆能力增强的分子机理研究

论文摘要

学习记忆是脑的一项高级神经功能。N-甲基-D-天门冬氨酸（N-methyl-D-aspartate，NMDA）受体，特别是其NR2B亚基在学习记忆过程中起重要作用，揭示其生理功能对阐明学习记忆的具体分子机理具有重要意义。前脑特异过表达NR2B亚基的转基因（Tg）小鼠表现为NMDA受体通道开放时间延长，活性增加，突触对10-100Hz刺激的反应增强，并在多种行为学测试中表现出更好的学习和记忆能力，但其确切的分子机理还未阐明。本研究首先利用定量PCR技术检测19月龄、24月龄Tg小鼠海马和皮层中NMDA受体NR1、NR2A和NR2B三个亚基的表达情况，然后运用基因芯片技术和定量PCR技术分别考察3月龄、19月龄和24月龄Tg小鼠海马和皮层中基因的表达变化情况，再利用cluster3.0软件进一步分析差异表达基因和相关的信号通路，初步探讨Tg小鼠学习记忆能力增强的分子机理。芯片结果表明，细胞内钙释放通道Ryranodine受体（RyR）及其相关基因Triadin 2（Trdn）和富含组氨酸的钙结合蛋白（Hrc），钙／钙调依赖的蛋白激酶Ⅳ（CaMIV）以及一些转录相关基因的表达都发生了改变。RyR基因已被证实在学习记忆中具有重要作用，但是其作用机理以及NR2B如何对之调节还不清楚。在突触后致密处，NR2B可通过PSD95-GFAP-Shank将Homer与NMDA受体复合物联系起来。而在骨骼肌中，Homer-1c可通过与RyR1和RyR2互作来调节其功能。所以我们推测骨骼肌中RyR-Homer-1c的互作也可能在脑中存在。另外，gyR不仅通过影响基因转录而影响学习记忆，而且还可被NO-cGMP-PKG通路激活，从细胞内钙库释放出大量的钙，增加CREB的磷酸化水平并产生晚期长时程增强（L-LTP）。而NO也是NMDA受体的下游通路之一，并参与调节CREB的磷酸化过程。为了考察RyR基因在学习记忆中的作用机制，本实验分别利用荧光定量PCR技术、免疫共沉淀技术以及Western blot等分子生物学技术，考察RyR1-3及其相关基因的表达变化，RyR和Homer-1c的相互作用以及磷酸化的CREB蛋白水平的变化，进一步探讨Tg小鼠学习记忆能力增强的分子机理。 1．老年NR2B转基因小鼠海马和皮层中NMDA受体三个亚基的表达情况

论文目录

第一章 NR2B转基因小鼠基因表达谱分析

摘要

前言

第一节 3月龄NR2B转基因小鼠基因表达谱分析

1 材料与方法

2 结果

2.1 组织总RNA质量检测

2.2 3月龄Tg小鼠海马基因表达谱

2.3 定量PCR检测3月龄Tg小鼠海马基因表达变化

2.4 3月龄Tg小鼠皮层基因表达谱

2.5 定量PCR检测3月龄Tg小鼠皮层基因表达变化

3 结论

4 讨论

第二节 19月龄NR2B转基因小鼠基因表达谱分析

1 材料与方法

2 结果

2.1 组织总RNA质量检测

2.2 19月龄Tg小鼠海马和皮层中NMDA受体各亚基的表达情况

2.3 19月龄Tg小鼠海马基因表达谱

2.4 定量PCR检测19月龄Tg小鼠海马基因表达变化

2.5 19月龄Tg小鼠皮层基因表达谱

2.6 定量PCR检测19月龄Tg小鼠皮层基因表达变化

3 结论

4 讨论

第三节 24月龄NR2B转基因小鼠基因表达谱分析

1 材料与方法

2 结果

2.1 组织总RNA质量检测

2.2 24月龄Tg小鼠海马和皮层中NMDA受体各亚基的表达情况

2.3 24月龄Tg小鼠海马基因表达谱

2.4 定量PCR检测24月龄Tg小鼠海马基因表达变化

2.5 24月龄Tg小鼠皮层基因表达谱

2.6 定量PCR检测24月龄Tg小鼠皮层基因表达变化

3 结论

4 讨论

第四节不同年龄NR2B转基因小鼠基因表达谱综合分析

1 方法

2 结果

3 结论

4 讨论

第二章 NR2B转基因小鼠学习记忆增强的可能分子机理

摘要

前言

1 材料与方法

2 结果

2.1 三种不同年龄Tg小鼠中RyR及相关基因和转录相关基因mRNA水平的表达情况

2.2 RyR与Homer-1c的互作

2.3 CREB的磷酸化水平

3 结论

4 讨论

第三章综述

1 学习记忆的研究进展

1.1 学习记忆的分类及相关脑区

1.2 学习记忆的突触机理

1.3 学习记忆的分子机制

2 老年学习记忆减退机制的研究进展

3 NMDA受体的研究进展

3.1 结构与分布

3.2 NMDA受体在学习记忆中的研究

3.3 NMDA受体的关联蛋白

3.4 学习记忆过程中NMDA受体的相关通路

参考文献

致谢

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