課題申請(qǐng)書(shū)-神經(jīng)元發(fā)育與退行性病變的分子細(xì)胞遺傳機(jī)制

1、項(xiàng)目名稱：神經(jīng)元發(fā)育與退行性病變的分子細(xì)胞遺神經(jīng)元發(fā)育與退行性病變的分子細(xì)胞遺傳機(jī)制傳機(jī)制首席科學(xué)家：肖波肖波四川大學(xué)四川大學(xué)起止年限：2009.12009.1至2013.82013.8依托部門(mén)：四川省科技廳四川省科技廳教育部教育部2提供新途徑。體外研究表明，抑制mT會(huì)減少神經(jīng)元樹(shù)突棘的形成。由于Rheb1缺失會(huì)導(dǎo)致mT完全失活，我們推斷Rheb1的敲除會(huì)引起樹(shù)突和樹(shù)突棘形成的缺陷。我們初步數(shù)據(jù)表明Rheb1敲除將降低突觸后骨架蛋白Sh

2、ank3的表達(dá)。Shank3是樹(shù)突發(fā)育的必需因子，所以Rheb1可能通過(guò)提高Shank3的表達(dá)調(diào)節(jié)樹(shù)突生長(zhǎng)。我們將通過(guò)本課題的研究確定RhebmTShank3信號(hào)通路在樹(shù)突和樹(shù)突棘形成中的作用和分子機(jī)制，并揭示它在行為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成中的作用。此外，我們的研究顯示，Rheb1敲除小鼠腦體積比野生型減小約50%，小腦皮層的厚度及海馬體大小也均減少約50%。且Rheb1敲除小鼠小腦體積顯著減少，其只有五個(gè)小腦葉片而正常小腦為七個(gè)。上述所有這些發(fā)

3、育缺陷可能由于Rheb1敲除小鼠神經(jīng)祖細(xì)胞的增殖率減慢和（或）腦發(fā)育過(guò)程中神經(jīng)干細(xì)胞祖細(xì)胞群的早期損失引起。大量研究表明mT信號(hào)在多個(gè)細(xì)胞系中具有抑制自噬的作用，我們前期研究發(fā)現(xiàn)，Rheb1中樞神經(jīng)系統(tǒng)敲除小鼠所有腦區(qū)域中mT活性被顯著抑制。因此，我們推測(cè)Rheb1敲除小鼠由于缺失mT信號(hào)發(fā)生過(guò)度自噬，從而導(dǎo)致神經(jīng)祖細(xì)胞增殖率減慢及腦發(fā)育過(guò)程中神經(jīng)干細(xì)胞祖細(xì)胞群的早期損失，最終導(dǎo)致其腦發(fā)育異常。本課題的研究將確定Rheb1mT通路介導(dǎo)的

4、自噬抑制在維持神經(jīng)祖細(xì)胞生存和增殖中的功能及Rheb1mT信號(hào)異常是否引起線粒體自噬異常從而導(dǎo)致神經(jīng)祖細(xì)胞受損。（2）與鐵離子代謝相關(guān)基因在神經(jīng)元發(fā)生、極化和網(wǎng)絡(luò)化中的作用及分子機(jī)）與鐵離子代謝相關(guān)基因在神經(jīng)元發(fā)生、極化和網(wǎng)絡(luò)化中的作用及分子機(jī)制：制：研究結(jié)果表明，鐵離子與神經(jīng)元的發(fā)育密切相關(guān)，但其分子機(jī)理尚不清楚。為深入研究鐵離子和鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在腦神經(jīng)發(fā)育中的分子機(jī)理，我們將在神經(jīng)前體細(xì)胞中敲除鐵離子運(yùn)輸基因包括鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白受體（Tran

5、sferrinRecept，TFR）、二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)體（DMT1）和運(yùn)鐵素（Ferroptin，F(xiàn)pn或SLC40A1)。鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白受體主要攝取轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合鐵（Transferrinboundiron，TfFe），二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)體主要攝取非轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合鐵（NonTransferrinboundiron，NTBI），而運(yùn)鐵素在機(jī)體內(nèi)唯一具有從細(xì)胞內(nèi)泵出鐵離子的蛋白。這三個(gè)基因涵蓋了細(xì)胞攝取和泵出鐵離子的主要通路。通過(guò)本課題的研究我們將確定鐵離