论文部分内容阅读
近些年来,脂代谢在神经系统发育和退行性疾病中的作用正受到越来越多的重视。参与脂代谢的重要基因长链脂酰辅酶A合成酶4(ACSL4)的突变或缺失会导致非综合征性X染色体连锁的智力发育迟滞。然而,对ACSL4在中枢神经系统的体内功能及其突变导致智力障碍的机制研究比较少。Acsl是ACSL4在果蝇中的同源基因,我们的研究发现Acsl在果蝇神经母细胞增殖和干性维持方面起着重要的调控作用。在相同发育阶段,Acsl突变果蝇的大脑与野生型相比明显变小,并且在三龄幼虫晚期,Acsl突变体果蝇的神经母细胞数目与野生型相比明显减少,提示神经母细胞的干性不能正常维持。首先利用标志细胞有丝分裂S期的EdU染色和M期的PH3抗体对果蝇大脑进行染色,结果显示Acsl突变神经母细胞进入S期的细胞比例明显降低,而进入M期的细胞比例略微升高,提示细胞周期进程异常,神经母细胞的增殖受到影响。Acsl突变神经母细胞的增殖缺陷通过MARCM克隆分析进一步得到验证,突变体克隆与野生型克隆相比子代细胞数目明显变少。为了更详细地研究三龄幼虫神经母细胞的细胞分裂过程,利用实时荧光活体成像技术长时程记录它们的分裂行为,结果显示Acsl突变体神经母细胞的整个细胞周期变长,其中分裂间期变长地更明显。此外,还观察到神经母细胞表现出胞质分裂受阻,缢裂沟不能正常缢缩,导致形成双核细胞。在神经母细胞干性维持方面,神经母细胞数目的减少不能通过过表达凋亡抑制蛋白P35所挽救,提示神经母细胞的丢失并不是由于凋亡引起的。同时还发现部分神经母细胞出现Prospero提早入核的现象,提示神经母细胞有提早分化的趋势。因此,推测神经母细胞的胞质分裂异常和提早分化共同作用造成了Acsl突变体中神经母细胞数目的减少。为了研究Acsl对神经母细胞mRNA表达水平的影响,利用荧光流式分选术纯化果蝇大脑中的神经母细胞并对其进行了转录组的测序,发现了170个在Acsl突变神经母细胞中差异表达的基因。对这些基因进行功能聚类发现,Acsl突变体中上调的基因主要参与神经元发生、细胞分化和碳水化合物代谢;下调的基因主要影响有丝分裂、染色体分离、核糖核蛋白的合成组装以及RNA转录与修饰。综上所述,发现Acsl调节神经母细胞的增殖、干性维持和mRNA的表达量。这些结果加深了对ACSL4突变导致智力障碍机理的认识和理解。