Sox19b基因對斑馬魚胚胎早期神經系統(tǒng)發(fā)育的調節(jié)及作用機制的研究.pdf

1、研究目的:
　　 SOX（Sry related high mobility group box）基因家族是一類由SRY相關基因構成的基因家族，最初是由Gubbay.J等在小鼠Y染色體中發(fā)現的起性別決定作用的轉錄調控因子，其編碼的蛋白都包含保守型較高的高速泳動蛋白(highmobility group proteins，HMG)結構域。在個體的早期發(fā)育過程中，SOX基因廣泛參與調控性別決定、軟骨形成、神經系統(tǒng)發(fā)育、晶狀體形成及內

2、胚層發(fā)育等過程。
　　 Sox19b基因是斑馬魚SOXB1家族中重要成員之一，為母源性表達，囊胚期之前為泛表達;合子型表達開始于75％下包時期，主要在預定神經外胚層區(qū)域表達;原腸運動后期，sox19b在神經板區(qū)域特異性的表達;24h時期，sox19b的表達主要集中于中樞神經系統(tǒng)及脊索區(qū)域;48h時期，主要表達在間腦、端腦、中腦和延腦區(qū)域，其表達模式與小鼠中sox2基因的表達基本一致。上述研究結果提示sox19b基因可能在神經系統(tǒng)

3、發(fā)育的過程中發(fā)揮重要的調節(jié)作用。
　　 本研究主要是通過抑制sox19b基因的表達，探索sox19b基因對于神經系統(tǒng)發(fā)育過程的調控作用及機制。目前，對于神經系統(tǒng)發(fā)育相關疾病的發(fā)病機制及治療方法尚不成熟。因此，研究sox19b基因在神經系統(tǒng)發(fā)育過程的調控機制將為臨床治療神經系統(tǒng)發(fā)生相關的疾病提供新的線索和理論依據。
　　 研究方法:
　　 本研究主要是利用斑馬魚為模式生物，通過顯微注射嗎啉寡聚核苷酸（Morphol

4、inos，MO）的方法抑制sox19b基因的表達，通過整封原位雜交、 RT-PCR、組織切片HE染色、BrdU摻入及吖啶橙染色等方法，研究sox19b基因在斑馬魚神經系統(tǒng)發(fā)育過程中的調控作用及機制。
　　 研究結果:
　　 1、sox19b基因在斑馬魚胚胎早期發(fā)育過程中時空表達模式的建立
　　 首先，我們通過RT-PCR檢測sox19b基因在斑馬魚胚胎發(fā)育不同時期的表達量，然后通過胚胎整封原位雜交檢測sox19b

5、基因在斑馬魚胚胎發(fā)育不同時期的表達情況。結果顯示，sox19b基因為母源性表達的基因，囊胚期之前為泛表達;神經外胚層形成之后，sox19b主要在神經外胚層區(qū)域表達;原腸運動后期，主要表達在神經板區(qū)域;神經分化結束時，sox19b基因主要表達在中樞神經系統(tǒng)以及脊索區(qū)域。
　　 2、sox19b基因對斑馬魚胚胎早期神經系統(tǒng)發(fā)育的調節(jié)作用
　　 抑制sox19b基因表達之后，斑馬魚胚胎的神經系統(tǒng)發(fā)育過程受到影響。神經誘導階段，

6、原位雜交的檢測結果發(fā)現，神經外胚層的標記基因sox3的表達區(qū)域明顯減小，神經板的標記基因otx2和dlx3b基因的表達也明顯減少。神經發(fā)生階段，中前腦的標記基因otx2及原神經基因neurogl基因的表達也明顯降低。通過檢測神經干細胞sox2及神經前體細胞ascllb基因的表達情況，結果顯示其表達也明顯減弱。通過BrdU摻入及吖啶橙染色等方法檢測胚胎細胞增殖及凋亡的情況，實驗結果顯示，抑制sox19b基因的表達，會導致中樞神經系統(tǒng)區(qū)域細

7、胞凋亡增加，細胞增殖減弱。
　　 3、sox19b基因對斑馬魚胚胎眼睛發(fā)育的調節(jié)作用
　　 抑制sox19b基因的表達會導致斑馬魚胚胎眼睛發(fā)育受到抑制，包括小眼或眼睛缺失，視網膜分層及晶狀體的結構異常。視網膜的形成包括視網膜祖細胞的增殖，細胞命運決定，神經元及膠質細胞形成等過程。通過原位雜交及RT-PCR進一步研究發(fā)現，參與調控眼區(qū)發(fā)育的眼區(qū)轉錄因子(eye field transcriptionfactors，EFTF

8、s)pax2a、vsx2及rx3的表達區(qū)域及表達量都明顯減弱或降低。
　　 4、sox19b基因在斑馬魚胚胎早期神經系統(tǒng)發(fā)育過程中作用機制的研究
　　 脊椎動物神經系統(tǒng)發(fā)育過程依靠外胚層細胞的胞內信號通路之間的相互協調來實現的，包括BMP、FGF以及Wnt信號通路等，這些信號通路之間的協調作用使得機體神經系統(tǒng)和非神經系統(tǒng)分化得以實現。抑制sox19b基因的表達后，通過RT-PCR檢測出BMP及FGF信號通路中部分配體及下