突触前α7烟碱受体对海马神经元兴奋性突触传递的调控

采用盲法膜片钳技术观察突触前烟碱受体(nicotinic acetylcholinel receptors,nAChRs)对海马脑片CAl区锥体神经元兴奋性突触传递的调控作用。结果显示,nAChRs激动剂碘化二甲基苯基哌嗪(dimethylphenyl—piperazinium iodide,DMPP)不能在CAl区锥体神经元上诱发出烟碱电流。DMPP对CAl区锥体神经元自发兴奋性突触后电流(spontaneous excitatory postsynaptic current,sEPSC)具有明显的增频和增幅作用,并呈现明显的浓度依赖关系。DMPP对微小兴奋性突触后电流(miniature excitatory postsynaptic current,mEPSC)具有增频作用,但不具有增幅作用。上述DMPP增强突触传递的作用不能被nAChRs拮抗剂美加明、六烃季铵和双氢-β-刺桐丁所阻断,但可被α-银环蛇毒素阻断。上述结果提示,海马脑片CAl区锥体神经元兴奋性突触前nAChRs含有对α-银环蛇毒素敏感的胡亚单位,其激活可增强海马CAl区锥体神经元突触前递质谷氨酸的释放,从而对兴奋性突触传递发挥调控作用。     

Nbn基因神经特异性敲除小鼠海马神经元发育的形态学研究

Nbn基因（又称Nbs1）是DNA断裂损伤修复和端粒长度调控的重要因子,其功能缺失不仅会导致DNA损伤修复异常,也会使端粒难以维持正常的稳定结构,从而影响小鼠中枢神经系统的发育,导致小头畸形、生长障碍、小脑萎缩以及共济失调等。本实验通过观察Nbn基因神经特异性敲除（Nbn-CNS-del）小鼠海马神经元发育的形态学变化,探讨Nbn基因在小鼠海马神经元发育中的作用,     

从表型到功能--p38α基因敲除小鼠的表型分析新进展

基因敲除技术的广泛应用,极大地推动了后基因组时代对于基因功能研究的进程.近年来,对于有丝分裂原激活的蛋白激酶家族成员之一--p38t的基因敲除小鼠的研究,在过滤"噪音",真实、清晰地揭示敲除基因的体内功能等方面极具典型意义.对于其有关表型分析最新研究进展的回顾说明:在精心设计及其表型的周密分析前提下,基因敲除技术的合理运用,对于全面阐释重要信号分子的体内功能,推动功能基因的研究进程具有极其重要的意义.     

海马中特异性敲除Dicer1蛋白的小鼠的构建和表型

目的：在小鼠海马中特异性敲除RNA酶Ⅲ酶（RNAase Ⅲenzyme）Dicer1,并初步观察Dicer1在小鼠海马的生长发育中起到的基本作用。方法：用在海马中特异性表达Cre酶的Frizzled9-CreERTM小鼠和Dicer1（flox/flox）小鼠交配,得到Dicer1（flox/＋）;Frizzled9-CreERTM小鼠,并再次与Dicer1（flox/flox）交配,得到Dicer1（flox/flox）;Frizzled9-CreERTM小鼠,用他莫昔芬（TM）诱导Cre酶的表达,使Dicer1在海马中特异性敲除,观察小鼠的表型。结果：TM诱导的Dicer1全敲的小鼠出生率低,大部分在出生后40天左右死亡,海马中CA3区域变薄,猜测与海马中缺乏Dicer1酶有关。结论：Dicer1是miRNA产生过程中的重要因素,在海马中敲除Dicer1后影响小鼠发育,小鼠易猝死。     

从表型到功能——p38α基因敲除小鼠的表型分析新进展

基因敲除技术的广泛应用, 极大地推动了后基因组时代对于基因功能研究的进程. 近年来, 对于有丝分裂原激活的蛋白激酶家族成员之一——p38α的基因敲除小鼠的研究, 在过滤“噪音”, 真实、清晰地揭示敲除基因的体内功能等方面极具典型意义. 对于其有关表型分析最新研究进展的回顾说明: 在精心设计及其表型的周密分析前提下,基因敲除技术的合理运用, 对于全面阐释重要信号分子的体内功能, 推动功能基因的研究进程具有极其重要的意义.     

吗啡对大鼠海马神经元突触传递的作用及机制探讨

目的 :从离子通道角度研究吗啡对中枢神经系统兴奋性及抑制性突触传递的作用并探讨其机制。方法 :　原代培养新生Wistar大鼠的海马神经元。采用膜片钳技术研究吗啡对其兴奋性及抑制性突触后电流及谷氨酸诱发电流的影响。结果 :①吗啡可明显增强海马神经元兴奋性突触传递 ,加吗啡后自发兴奋性突触后电流 (sEPSC)的发放频率增加了 ( 2 0 7.8± 2 0 .9) %。此作用可被阿片受体阻断剂纳洛酮阻断 (P <0 .0 1) ;②吗啡对微小兴奋性突触后电流 (mEPSC)的发放频率及谷氨酸诱发电流的幅度没有明显影响 (P >0 .0 5 ) ;③吗啡可明显抑制神经元自发抑制性突触后电流 (sIPSC) ,纳洛酮可拮抗吗啡作用 (n =13 ,P <0 .0 1)。结论 :实验结果提示吗啡对海马神经元的兴奋作用不是由于吗啡直接作用于兴奋性氨基酸—谷氨酸突触传递过程 ,而是可能由于抑制了抑制性中间神经元 ,间接产生的兴奋作用。     

应用CRISPR/Cas9技术敲除小鼠海马神经元中Purα基因可减弱神经元对DNA损伤的修复作用

人转录活化因子Purα是体内重要的转录因子,在体内多个环节中都发挥着重要的作用,尤其是在神经系统中,它与神经元的发育,突触形成都有很密切的关系。该文通过构建Purα基因敲除的小鼠海马神经元细胞系来观察其在DNA损伤修复中的作用。根据目的基因靶向删除外显子的位置设计相应的sg RNA序列,合成相应的寡核苷酸后克隆在p Sp Cas9(BB)-2A-Puro(PX459)V2.0质粒载体相应位点上,从而构建能对Purα基因进行敲除的CRISPR/Cas9质粒,将构建好的质粒通过酶切和测序进行鉴定,将经过鉴定证实相位正确及在有sg RNA序列插入的阳性质粒转染到小鼠海马神经元(HT22)细胞中,加入嘌呤霉素进行抗性筛选,保留正常生长的细胞进行培养,从而建立能稳定地进行Purα基因敲除的细胞系。通过Real-time PCR和Western blot技术分别在转录和翻译水平上检测Purα基因的表达情况,从而来判定Purα基因的敲除效率;将所构建的Purα基因敲除的细胞用羟基脲(HU)进行处理来建立细胞DNA损伤的实验模型,通过Western blot、脉冲电场反转凝胶电泳实验及细胞毒性实验观察Purα在DNA损伤修复中的作用。实验结果证实,所插入片段相位正确。通过TA克隆测序和T7E1酶切证实所构建的质粒具有良好的CRISPR/Cas9活性,可导致基因组碱基发生突变,Real-time PCR和Western blot实验结果证实,Purα基因敲除组的Purα基因表达明显降低。Purα基因敲除后,细胞对HU引起的DNA损伤极为敏感,说明Purα在维持基因组DNA的完整性方面发挥着重要的作用,是细胞中一种不可或缺的蛋白质。该实验结果还提示,利用CRISPR/Cs9技术可以有效地对目的基因进行敲除,同时由于该质粒携带有嘌呤霉素抗性基因,利用这一特点,可以方便地建立稳定的细胞系,该细胞系可用作研究Purα基因在神经元中的生物学功能的细胞模型。     

尿素通道蛋白B基因敲除小鼠心脏电生理特性的改变

目的:研究尿素通道蛋白B(UT-B)基因敲除对小鼠心脏电生理特性的影响。方法:使用常规的心电图、心肌细胞动作电位记录方法和膜片钳实验技术。结果:①UT-B基因敲除小鼠30%发生了不同程度的心律失常,而对照组的野生C57小鼠无一例发生心律失常。②基因敲除小鼠心室肌细胞动作电位幅值(APA)及最大除极速度(Vmax)明显受到抑制(P<0.05),而心室肌细胞动作电位复极50%、90%时程(APD50、APD90)和正常对照组比明显延长(P<0.05)。③基因敲除小鼠心室肌细胞膜上钠离子通道电流幅值和对照组比明显降低(p<0.01)。结论:UT-B基因敲除可以导致小鼠心脏电生理特性发生改变。     

SHBG基因敲除小鼠模型的建立及其表型分析

目的:建立性激素结合球蛋白(SHBG)基因条件敲除小鼠模型,为探讨胎盘组织中SHBG在体内的生理功能及其与妊娠期糖尿病发病关系提供实验手段。方法:首先运用生物信息学手段确定小鼠SHBG基因组序列,构建SHBG打靶载体,以电穿孔方法将其导入小鼠ES细胞,筛选培养阳性ES细胞并行PCR鉴定,并将正确同源重组的ES细胞注射进小鼠囊胚,移入受体小鼠子宫;将获得的嵌合体小鼠与C57BL/6J小鼠交配,筛选后获得Flox小鼠,该小鼠与EIIa-Cre转基因小鼠杂交,子代多次自交获得SHBG全身基因敲除(SHBG~(-/-))的小鼠。结果:运用同源重组及ES细胞技术建立了SHBG基因的Flox小鼠,并利用Cre/Loxp重组酶系统建立了SHBG基因全身敲除小鼠模型,PCR方法从基因水平证明了SHBG基因Flox小鼠及SHBG基因全身敲除小鼠模型建立成功。对基因敲除鼠进行初步表型分析发现:SHBG基因全身敲除小鼠的生长发育与野生型小鼠相比无明显肉眼所见异常,SHBG基因全身敲除雌雄小鼠均具有生殖能力。结论:成功建立SHBG基因全身敲除小鼠模型,通过对基因敲除鼠进行初步表型分析,发现SHBG基因全身敲除小鼠外观上发育正常,为进一步研究SHBG在妊娠期糖尿病中的作用奠定了基础。     

神经元突触内的非受体型酪氨酸激酶底物（英文）

非受体型酪氨酸激酶(non-receptor tyrosine kinase,nRTK)是一个较大的激酶家族,其功能是催化蛋白的酪氨酸磷酸化。nRTK家族中的几种常见亚型,比如Src和Fyn,可以在神经系统内表达。近年来的研究表明,神经元的突触部位含有多个nRTK的底物蛋白,这些底物蛋白主要包括谷氨酸受体(离子型和代谢型谷氨酸受体)、突触后构架蛋白、突触前调节蛋白和突触富含的多种蛋白激酶。在基础或刺激的状态下,nRTK可催化这些底物蛋白内特定酪氨酸的磷酸化,从而调节这些底物蛋白的多种生理、生化和生物物理功能。因为突触内的nRTK对突触变化信号非常敏感,所以突触nRTK被认为参与了突触传导活动的强度和效率等方面的调节。     

GLAST基因敲除对小鼠表型及听力功能的影响

目的:观察谷氨酸天冬氨酸转运蛋白(GLAST)缺失对小鼠正常听觉功能的影响。方法:我们选用C57BL/6J背景的GLAST^+/-小鼠进行杂交,用琼脂糖凝胶电泳进行后代小鼠基因型鉴定。我们选用9～10周龄雄性小鼠,用免疫荧光染色技术检测耳蜗中GLAST蛋白表达,对敲除结果进行验证(n=3)。比较雌雄小鼠出生后7d至30 d体重变化及30 d的体长(n=8)。听性脑干反应(ABR)测试9-10周龄雌性和雄性小鼠听觉阈值及其Ⅰ波振幅的变化(n=5)。结果:雄性GLAST^-/-小鼠与雄性GLAST^+/+和GLAST^+/-小鼠相比,体重及体长均显著降低(P<0.01),其中雄性GLAST^-/-小鼠与GLAST^+/+相比,在P7至P30统计时间里,均表现出明显差异;与雄性GLAST^+/-小鼠相比,P15后均表现出体重显著性降低。而雌性GLAST^-/-小鼠与雌性GLAST^+/+和GLAST^...     

选择性敲除小鼠神经细胞adam10基因导致胼胝体和海马联合发育不全

目的探讨adam 10基因在小鼠神经系统发育的作用。方法将gfapcre转基因鼠和adam10loxlox转基因鼠杂交,得到神经细胞特异性adam10基因敲除鼠(gfapcre-adam10loxlox);在出生后第14d对小鼠大脑切片行HE染色和免疫组织化学染色,观察adam10基因敲除后神经系统发育情况。结果选择性敲除小鼠神经细胞adam10基因(gfapcre-adam10loxlox)后,小鼠可存活至出生后3w左右;HE染色发现胼胝体缺失,海马发育不全,髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein,MBP)免疫荧光染色发现髓鞘发育异常。结论 Adam10基因在小鼠神经系统发育中具有重要作用,选择性敲除小鼠神经细胞adam10基因导致胼胝体和海马联合发育不全,髓鞘发育异常。     

Fmr1基因敲除对小鼠生理发育和繁殖性能的影响

目的对清洁级FVB.KO和FVB的生理发育指标和繁殖性能进行分析比较,探讨Fmr1基因敲除对小鼠生理发育和繁殖性能的影响。方法挑选10周龄清洁级FVB.KO和FVB各20只（雌雄各半）,采取1∶1同居,全部同胞兄妹近交繁殖,测定新生仔鼠生理发育指标和品系繁殖性能。结果 FVB.KO在耳廓分离、体毛长出、门齿萌发、眼睑开裂等生理发育指标上和FVB比较接近,在平均每窝产仔数和离乳率等方面偏低,在雌雄比例上有显著差异。结论 Fmr1基因敲除对小鼠生理发育和繁殖性能影响较小,对后代雌雄比例可能有一定的影响。     

心肌特异性Creg基因条件敲除小鼠的建立及表型分析

目的:建立心肌特异性Creg基因敲除小鼠并初步分析其表型。方法:利用订购的Creg两端插入lox P位点(Cregflox/flox)的小鼠与肌型肌酸激酶特异性启动子驱动的Cre重组酶转基因(Ckmm-cre)小鼠交配,获得Cregflox/+/Ckmm-cre小鼠。再利用Cregflox/+/Ckmm-cre小鼠互相交配,获得基因型为Cregflox/flox/Ckmm-cre的心肌特异性Creg基因条件敲除(Creg conditional knockout,Creg c KO)小鼠。用PCR法进行基因型鉴定。用定量PCR及Western Blot检测心肌组织中Creg表达水平。HE染色观察敲除小鼠与同窝野生型对照小鼠心脏大小及形态。检测两组小鼠心电图。用小动物超声评价两组小鼠左心室收缩功能。结果:1经基因型鉴定,成功获得Creg c KO小鼠。2与野生型对照相比,Creg c KO小鼠心脏中CREG在转录及翻译水平表达降低90%以上。3与野生型对照相比,Cre c KO小鼠的心脏大小、形态、心电图及左心室射血分数均无显著差别。结论:成功建立心肌特异性CREG基因条件敲除小鼠,为进一步研究Creg在心脏疾病中的作用和机制提供了有力的工具。     

ERα基因敲除小鼠的繁育及子代小鼠基因型的鉴定

目的探讨雌激素受体α(ERα)基因敲除小鼠的优化繁育方法及ERα基因敲除小鼠子代鼠的鉴定方法,建立ERα基因敲除小鼠模型,为进一步研究ERα蛋白的功能奠定基础。方法用4种不同的交配方式观察子代鼠的各表型比率及雌、雄性ERα基因突变纯合子小鼠的繁殖能力;从子鼠鼠尾中提取基因组DNA,用PCR方法扩增ERα基因片段,琼脂糖凝胶电泳后观察结果。HE染色观察雌、雄性ERα-/-小鼠生殖系统表型变化。结果 WT、ERα+/-、ERα-/-各表型小鼠互交繁殖结果基本符合孟德尔遗传规律,且雌、雄性ERα-/-小鼠无繁殖能力。与WT比较,雄性ERα-/-小鼠睾丸脏器系数降低,睾丸病理变化表现为生精小管管腔膨胀,生精细胞层变薄,且排列不规则;雌性ERα-/-小鼠子宫脏器系数降低,子宫和卵巢病变明显,表现为:子宫浆膜、肌层、内膜层细胞排列不规则,卵巢有囊性病变、充血,无黄体。结论雌、雄性ERα+/-小鼠交配是繁育ERα-/-小鼠的较好方法;实验所用PCR方法能够精确鉴定ERα-/-小鼠,ERα-/-小鼠的获得为ERα蛋白功能的实验研究提供了较理想的动物模型。     

EERα基因敲除小鼠的繁育及子代小鼠基因型的鉴定

目的 探讨雌激素受体α(ERα)基因敲除小鼠的优化繁育方法及ERα基因敲除小鼠子代鼠的鉴定方法,建立ERα基因敲除小鼠模型,为进一步研究ERα蛋白的功能奠定基础.方法 用4种不同的交配方式观察子代鼠的各表型比率及雌、雄性ERα基因突变纯合子小鼠的繁殖能力;从子鼠鼠尾中提取基因组DNA,用PCR方法扩增ERα基因片段,琼脂糖凝胶电泳后观察结果.HE染色观察雌、雄性ERα<'-/->小鼠生殖系统表型变化.结果 WT、ERα<'+/->、ERα<'-/->各表型小鼠互交繁殖结果基本符合孟德尔遗传规律,且雌、雄性ERα<'-/->小鼠无繁殖能力.与WT比较,雄性ERα<'-/->小鼠睾丸脏器系数降低,睾丸病理变化表现为生精小管管腔膨胀,生精细胞层变薄,且排列不规则;雌性ERα<'-/->小鼠子宫脏器系数降低,子宫和卵巢病变明显,表现为:子宫浆膜、肌层、内膜层细胞排列不规则,卵巢有囊性病变、充血,无黄体.结论 雌、雄性ERα<'+/->小鼠交配是繁育ERα<'-/->小鼠的较好方法;实验所用PCR方法能够精确鉴定ERα<'-/->小鼠,ERα<'-/->小鼠的获得为ERα蛋白功能的实验研究提供了较理想的动物模型.     

尿素通道蛋白B基因敲除小鼠海马精氨酸酶Ⅰ和NO水平降低

目的探讨尿素通道蛋白B(urea transporter B,UT-B)与海马内精氨酸酶Ⅰ(arginase Ⅰ,Arg Ⅰ)和一氧化氮(nitri oxide,NO)水平的关系。方法免疫组织化学染色和免疫印迹检测Arg Ⅰ在野生型(wild type,WT)和UT-B基因敲除(knockout,KO)小鼠海马的表达,NO检测试剂盒测定两型小鼠海马NO水平。结果与野生型小鼠相比,UT-B基因敲除小鼠海马Arg Ⅰ阳性细胞数量减少,染色弱,Arg Ⅰ和NO水平降低。结论海马内UT-B对Arg Ⅰ水平和NO生成具有调节作用。     

噪声对海马CA3区神经元电活动及突触超微结构的影响

本文用电生理学方法及电镜技术研究105dB(A)白噪声对海马CA3区神经元电活动及突触超微结构的影响。结果表明:大鼠在强噪声暴露期间(5min),其神经元放电出现减频反应(占53.3％),增频反应(占20％)和基本无反应(占26.7％)。而强噪声定时重复暴露(每天1h共50天)后,单位放电频率极显著地低于对照组,以及高频单位消失而低频单位增加;同时,突触超微结构(大鼠和豚鼠)也出现小泡不集中于突触前膜和线粒体空泡化增多等不利于突触功能的变化。表明强噪声对海马CA3区神经元的影响是明显的,且以抑制性作用更为显著。本文结合本室以往工作进行讨论,认为噪声影响学习功能可能有通过影响海马的活动而作用的机制。     

成年斑胸草雀在体HVC-RA突触传递的电生理特性

鸣禽高级发声中枢（high vocal center,HVC）至弓状皮质栎核（robust nucleus ofthe arcopallium,RA）的突触传递是鸣唱运动通路中的关键部分.本文运用在体场电位电生理记录的方法,研究了成年雄性斑胸草雀（Taeniopygia guttata）HVC-RA突触的电生理特性.实验结果显示,刺激HVC,在RA内所记录到的诱发场电位幅度较小.配对脉冲检测发现,HVC-RA突触传递具有明显的配对脉冲易化特性.当以强直刺激作用于HVC,RA内诱发场电位随即显著减小,并在15 min内逐渐恢复,表明HVC-RA突触传递在强直刺激过后出现了短时抑制.该通路的突触传递特性可能与其在发声控制中的作用有关.以上的实验结果为进一步研究发声运动过程中的突触可塑性提供了资料.     

水通道蛋白的生理功能 ——水通道基因敲除小鼠表型研究进展

水通道蛋白 (aquaporin, AQP) 是一族细胞膜上选择性高效转运水分子的特异孔道. 自从 Agre 等于 1992 年从红细胞膜发现第一个水通道蛋白 AQP1以来,有关水通道蛋白结构与功能的研究取得了迅速的、系列性的进展 . 已报道的哺乳动物 AQP 家族已有 11 个在蛋白质序列上有同源性成员 (AQP0~AQP10). AQP 在体内各系统组织中广泛表达,除了在与体液分泌和吸收密切相关的多种上皮和内皮细胞高表达外,在一些与体液转运无明显关系的组织细胞如红细胞、白细胞、脂肪细胞和骨骼肌细胞等处也有表达,提示 AQP 可能在多种器官生理和病理中发挥重要作用. 基因打靶技术是研究特定基因在体内生理功能的有力手段. 目前 AQP1、3、4、5 基因敲除和 AQP2 基因点突变的基因敲入小鼠模型 ( 模拟人类常染色体隐性遗传尿崩症 ) 已成功建立并广泛用于表型研究,在 AQP 水通道蛋白生理功能方面获得许多重要进展.