果蠅突觸粘附分子Neuroligin 3功能研究.pdf

1、研究表明哺乳動(dòng)物突觸后粘附分子Neuroligin和突觸前粘附分子Neurexin之間形成跨突觸的復(fù)合體，它們?cè)谕挥|的形成、成熟、可塑性中起著重要的作用。家系分析發(fā)現(xiàn)neuroligin基因的突變與自閉癥等精神疾病發(fā)生存在關(guān)聯(lián)。但是，到目前為止，它們?cè)隗w功能并不清楚。我們利用果蠅神經(jīng)肌肉接頭為模型，研究果蠅Neuroligin3(dnlg3)的在體功能，以闡明Neuroligin分子在突觸的形成、突觸功能中的作用。
　　dnlg3

2、位于基因組三號(hào)染色體右臂，基因組全長(zhǎng)約60Kb，編碼1159氨基酸。預(yù)測(cè)的DNLG3蛋白具有典型的Neuroligin結(jié)構(gòu)域:信號(hào)肽，乙酰膽堿酯酶樣結(jié)構(gòu)域，跨膜結(jié)構(gòu)域，C末端與PDZ相互作用的PDZ結(jié)合結(jié)構(gòu)域。
　　免疫染色結(jié)果顯示，DNLG3在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和神經(jīng)肌肉接頭谷氨酸型bouton的突觸后表達(dá)。為了研究DNLG3功能，我們運(yùn)用Ends-out方法制備了dnlg3的突變體。電生理結(jié)果顯示，dnlg3突變后突觸傳遞降低。Bo

3、uton形態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，dnlg3突變后，bouton數(shù)目增加，bouton面積減小。而突觸后過(guò)表達(dá)DNLG3，bouton數(shù)目降低，bouton面積增加。突觸后谷氨酸受體分析表明，dnlg3突變后，突觸后的GluRⅡA募集量降低，而GluRIIB募集量沒(méi)有顯著變化。超微結(jié)構(gòu)分析表明，dnlg3突變影響突觸前后分化，突觸前的囊泡組裝發(fā)生異常，突觸前活躍區(qū)周?chē)哪遗輸?shù)目降低、囊泡增大;突觸后致密區(qū)PSD長(zhǎng)度變長(zhǎng)。比較DNLG3與DNLG1和

4、DNLG2的功能，我們發(fā)現(xiàn)DNLG3在突觸生長(zhǎng)、突觸后谷氨酸受體募集中起著與DNLG1/DNLG2不同的作用。有研究表明突觸后F-actin骨架在突觸生長(zhǎng)和突觸后受體的募集中起著重要作用，我們發(fā)現(xiàn)不同的DNLG對(duì)突觸后F-actin，α-spetnn骨架的組裝起著不同的作用，dnlg1突變后，突觸后F-actin，α-spetrin募集量顯著降低，dnlg2突變后F-actin，α-spetrin也募集量顯著降低，而dnlg3突變后F-

5、actin，α-spetrin募集量顯著增加。表明不同的DNLG在突觸后骨架的組裝上起著不同的作用，從而導(dǎo)致bouton生長(zhǎng)、谷氨酸受體募集的不同。
　　dnrx突變后導(dǎo)致的bouton生長(zhǎng)缺陷與dnlg1和dnlg2突變體類(lèi)似，表明突觸前DNRX通過(guò)突觸后DNLG1和DNLG2正向調(diào)控bouton生長(zhǎng)。果蠅體內(nèi)只有一個(gè)DNRX，但是dnlg3突變導(dǎo)致的bouton生長(zhǎng)表型與dnrx突變后產(chǎn)生的bouton生長(zhǎng)表型相反，那么dnl

6、g3與dnrx是怎么樣關(guān)系，為了研究dnlg3與dnrx的關(guān)系，我們制備了dnlg3;dnrx雙突變體，雙突變體dnlg3;dnrx的bouton數(shù)目與野生型相比數(shù)目顯著減少，但與dnrx單突變相比有顯著增加，表明DNLG3與DNRX在調(diào)控bouton生長(zhǎng)上起著不同作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，DNLG3與DNRX在調(diào)控突觸后F-actin骨架組裝上也起著不同作用，dnrx突變后突觸后F-actin骨架募集量顯著降低，而dnlg3突變后募集量顯