【摘 要】
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[目的]创伤后应激综合症、抑郁症、阿尔茨海默病等神经系统疾病都与不同程度的遗忘有关,这些疾病给患者、家庭和社会带来沉重的负担。本研究将以秀丽隐杆线虫为模式生物,构建秀丽隐杆线虫对病原细菌遗忘模型,通过蛋白组学分析遗忘过程中参与的信号通路,明确Arp2/3复合体参与病原遗忘调控,分析遗忘过程中Arp2/3复合体基因表达变化和细胞骨架的变化,揭示秀丽隐杆线虫对病原细菌产生遗忘的机制,为遗忘相关疾病的药
【基金项目】
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云南省科技厅—昆明医科大学应用基础研究联合专项（2018FE001-309）；
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[目的]创伤后应激综合症、抑郁症、阿尔茨海默病等神经系统疾病都与不同程度的遗忘有关,这些疾病给患者、家庭和社会带来沉重的负担。本研究将以秀丽隐杆线虫为模式生物,构建秀丽隐杆线虫对病原细菌遗忘模型,通过蛋白组学分析遗忘过程中参与的信号通路,明确Arp2/3复合体参与病原遗忘调控,分析遗忘过程中Arp2/3复合体基因表达变化和细胞骨架的变化,揭示秀丽隐杆线虫对病原细菌产生遗忘的机制,为遗忘相关疾病的药物开发与应用提供线索。[方法]将秀丽隐杆线虫作为模式生物建立病原遗忘模型,利用非标记定量蛋白组学,检测秀丽隐杆线虫对病原细菌PA14产生病原遗忘的蛋白组学变化,通过GO和KEGG富集分析,将Arp2/3复合体调控通路作为主要筛选目标。利用秀丽隐杆线虫病原遗忘模型研究Arp2/3复合体的作用机制:通过RNAi、qPCR、显微注射、钙离子荧光等技术阐明病原信号移除前后候选基因表达变化,明确秀丽隐杆线虫产生病原遗忘神经元钙流变化情况,阐明Arp2/3复合体在秀丽隐杆线虫组织的定位并观察在遗忘前后的动态变化,揭示秀丽隐杆线虫细胞骨架变化调控病原遗忘行为的分子机制。数据用微软Excel软件整理,Image J处理,Graphad Prism 8.4.0绘制,SPSS21.0数据处理软件统计分析。P<0.05,差异有统计学意义。[结果]通过遗忘模型分析,秀丽隐杆线虫病原遗忘时间为2h,遗忘前后的蛋白组定量测定,KEGG和GO分析表明,差异表达蛋白富集于:Arp2/3信号途径、血红素a生物合成过程、酸复合物组装、有丝分裂染色体凝聚等过程。PA14浸染秀丽隐杆线虫4h和病原遗忘2h,分别有2.38%和5.83%差异蛋白亚细胞定位于细胞骨架。干扰Arp2/3复合体基因arx-1、arx-2、arx-3、arx-5、arx-7表达后,病原遗忘时间缩短,另外移除病原细菌1h,arx-1、arx-2、arx-3、arx-5、arx-7蛋白mRNA水平明显下降。通过arx-2::mcherry在秀丽隐杆线虫体内定位Arp2/3复合体,观察到在头部神经元、咽部、腹部神经索及真皮组织均有表达,可以观察到明显的微丝网,遗忘过程中,头部神经元arx-2::mcherry荧光减弱。用绿色荧光对钙离子进行标记,检测病原菌PA14移除前后秀丽隐杆线虫钙流荧光强度变化,移除病原菌PA14,发现移除PA14过程中荧光信号降低。移除M9,发现移除M9过程中荧光信号无明显差异。[结论]秀丽隐杆线虫存在病原遗忘行为且遗忘时间为2h,Arp2/3复合体参与病原遗忘过程。移除病原菌PA14对线虫体内钙离子表达降低,在病原遗忘过程中差异蛋白亚细胞定位细胞骨架表达增加,Arp2/3复合体基因arx-1、arx-2、arx-3、arx-5、arx-7表达量下调,Arp2/3复合体基因表达量下调使细胞骨架成核受到抑制,产生病原遗忘行为。
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