Brg1在小鼠大脑皮层发育过程中的功能研究

论文摘要

大脑皮层是控制躯体运动的最高级中枢,通过皮层下各脑部和脊髓的配合来调节机体的各项机能。大脑皮层在其发育过程中必须精确地协调各个主要事件和过程,为之后大脑的结构形成和功能发挥建立基础。由于遗传或环境损害引起的错误调节可导致认知缺陷、神经发育障碍及其他疾病。大脑皮层的正常发育在中枢神经系统的功能发挥中占有重要的地位。尽管过去的研究为大脑皮层的形成机理提供了一些线索,但是影响大脑皮层发育的分子机制并不透彻。Brg1是SWI/SNF染色质重组复合物的核心水解酶亚基,通过ATP水解提供动力实现染色体重组以调节基因的表达。Brg1在多种组织中的功能研究已经有报导,包括肝脏、肺、眼、耳蜗、毛囊、心脏、血管、生殖细胞、泌尿系统等,并且在许多组织的分化发育中起着不同的作用。在对中枢神经系统的研究中发现Brg1影响神经发生、胶质细胞发生和突触发生等,表明Brg1在神经发育中具有重要作用。但是Brg1调控大脑皮层的发育机制并不清楚。由于Brg1全敲小鼠在胚胎期死亡,于是我们采用Cre/LoxP系统构建Brg1大脑皮层条件敲除小鼠模型来研究Brg1在小鼠大脑皮层发育过程中的功能和作用。在本论文中,我们发现Brg1在大脑皮层发育早期高表达,随着发育的进行逐渐下调。通过解剖发现Brg1敲除小鼠的大脑变小,且大脑皮层薄而透明。组织切片的HE染色进一步显示其大脑皮层形态发育明显异常。通过进一步分析,我们证明了Brg1对大脑皮层神经祖细胞的维持是必需的。Brg1敲除后,大脑皮层的细胞增殖减少,细胞凋亡增加,神经祖细胞的分化异常,顶端复合物被破坏以及海马结构缺失。我们还发现,Brg1敲除小鼠大脑皮层的神经元在侧脑室异位聚集,这与人类中的一种大脑皮层的畸形疾病十分相似,即脑室周围异位。本研究探索了 Brg1在大脑皮层早期发育过程中的作用,可以帮助人们更深入地从细胞和分子水平上了解Brg1在大脑皮层发育中的功能,为进一步研究哺乳动物神经系统的发育提供理论依据。此外,该研究成果可以为之后Brg1的功能作用研究以及大脑皮层相关疾病的形成原理和探索性治疗提供重要的理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 研究背景
•   1.1 大脑皮层和海马
•     1.1.1 大脑皮层
•     1.1.2 大脑皮层的发生
•     1.1.3 大脑皮层的结构
•     1.1.4 海马
•     1.1.5 大脑皮层与神经性疾病
•   1.2 染色质重组复合物
•     1.2.1 BAF复合物
•     1.2.2 BAF复合物在神经发育过程中的作用
•   1.3 Brg1基因
•     1.3.1 Brg1基因的结构与功能
•     1.3.2 Brg1基因在神经发育中的作用
•   1.4 基因敲除
•     1.4.1 条件性敲除
•     1.4.2 基于Cre-LoxP重组酶系统条件敲除Brg1基因
•   1.5 研究目的及意义
• 第二章 实验耗材、试剂及仪器
•   2.1 实验小鼠
•   2.2 实验耗材
•   2.3 实验试剂及主要试剂的配制
•     2.3.1 实验试剂
•     2.3.2 主要试剂的配制
•   2.4 实验仪器
• 第三章 实验方法
•   3.1 小鼠基因型的鉴定
•     3.1.1 引物序列
•     3.1.2 小鼠鼠尾基因组提取及PCR
•   3.2 小鼠的灌流和固定
•   3.3 小鼠组织切片及染色
•     3.3.1 石蜡切片
•     3.3.2 石蜡切片的苏木精-伊红染色（HE染色）
•     3.3.3 石蜡切片的免疫荧光染色
•   3.4 蛋白提取、浓度测定及Western Blot
•     3.4.1 小鼠脑组织蛋白的提取和浓度测定
•     3.4.2 Western Blot
•   3.5 EdU检测
•   3.6 统计学分析
• 第四章 实验结果及分析
•   4.1 Brg1的表达和敲除
•   4.2 Brg1敲除导致小鼠大脑皮层形态发育异常
•   4.3 Brg1敲除导致小鼠大脑皮层细胞增殖减少
•   4.4 Brg1敲除导致小鼠大脑皮层细胞凋亡增加
•   4.5 Brg1敲除导致小鼠大脑皮层祖细胞标记物表达下调
•   4.6 Brg1敲除导致小鼠大脑皮层细胞分化异常
•   4.7 Brg1敲除导致小鼠大脑皮层细胞迁移受损
•   4.8 Brg1敲除导致小鼠大脑皮层中出现神经元异位
•   4.9 Brg1敲除小鼠大脑皮层顶端连接复合物被破坏
•   4.10 Brg1敲除导致海马缺失
• 第五章 讨论
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文情况
• 学位论文评阅及答辩情况表

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 高晓桐

导师: 高建刚

关键词: 大脑皮层,神经祖细胞,大脑皮层的畸形

来源: 山东大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 山东大学

分类号: Q344

总页数: 86

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