ARL2在哺乳动物感光细胞中的功能研究

论文摘要

眼睛作为视觉形成的基础,其内部最为关键的结构组织是视网膜。视网膜承担着将光信号转导为视觉神经电信号的作用,而这一系列的光生化转变都依托于视网膜感光细胞层的存在。感光细胞层包含视杆和视锥两种感光细胞,分别主司暗视觉和明视觉,其外节段与内节段间由连接纤毛相连。视杆细胞外节膜盘内含视紫红质,其合成于感光细胞内节段,被运输到外节段,其运输过程受多种蛋白因子所调节,而ARL2（ADP ribosylation factor-like protein 2）蛋白可能是这些调节因子中的一员。ARL2蛋白做为RAS超家族下ARF亚家族中ARL家族的一员,由Arl2基因编码,分子量约为20 KDa,能结合GTP且具有GTPase活性。已有学科研究报告中提示,ARL2参与到微管蛋白亚基的折叠,以及异二聚体蛋白的组装与去组装中,对微管的完整性也起到调节作用。ARL2在视网膜中定位感光细胞内节段,但目前为止对其具体作用及功能还不甚明确。本文通过培养细胞的过表达实验,发现Arl2基因及其相关突变位点载体过表达会导致转染细胞微管网络结构崩坏,纤毛形成受阻。同时,我们构建了Arl2基因视网膜特异性敲除的小鼠模型并对对该基因敲除小鼠表型进行系统研究,结果表明,ARL2蛋白缺失引发微管蛋白α/β-tubulin异二聚体产生减少,解聚增加,使得微管形成发生障碍,感光细胞纤毛段发育受阻,形态结构异常,直接影响其对光信号转导蛋白到外节段的运输,从而使感光细胞功能丧失,最终导致感光细胞凋亡,视网膜变性发生。由此可见,ARL2蛋白通过维护微管蛋白合成稳定和微管动力学动态平衡来实现对感光细胞微管网络和纤毛段的形态结构功能的维持,并直接或间接地影响到视网膜形态结构与功能。通过ARL2蛋白在视网膜中的研究为探索视网膜色素变性找到新的研究方向和思路。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 眼睛生理结构与功能
•   1.2 视网膜生理结构与功能
•   1.3 感光细胞结构与原始视觉信号形成
•   1.4 研究背景
•     1.4.1 纤毛与感光细胞
•     1.4.2 ARL2与RAS蛋白超家族
•     1.4.3 ARL2 与微管蛋白
•   1.5 实验计划安排以及技术路线
•   1.6 论文结构安排
• 第二章 实验材料与研究方法
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 实验质粒、菌种和细胞系
•     2.1.2 实验药品
•     2.1.3 实验仪器和设备
•     2.1.4 实验小鼠构建及饲养
•     2.1.5 转基因敲除小鼠鉴定引物列表
•     2.1.6 抗体列表
•   2.2 研究方法
•     2.2.1 质粒载体转化
•     2.2.2 质粒小量与大量提取
•     2.2.3 细胞培养
•       2.2.3.1 细胞复苏
•       2.2.3.2 细胞传代
•       2.2.3.3 细胞冻存
•     2.2.4 细胞免疫荧光
•       2.2.4.1 细胞爬片
•       2.2.4.2 细胞转染
•       2.2.4.3 细胞免疫荧光
•     2.2.5 待鉴定小鼠样本处理
•     2.2.6 小鼠基因分型鉴定
•     2.2.7 小鼠视网膜蛋白提取
•     2.2.8小鼠视网膜蛋白免疫印迹实验
•     2.2.9 小鼠心脏灌注
•     2.2.10 小鼠眼球组织固定包埋及冰冻切片
•     2.2.11 小鼠眼球组织免疫组化
•     2.2.12 小鼠视网膜铺片
•     2.2.13 小鼠视网膜蛋白免疫共沉淀
•     2.2.14 透射电镜组织样本固定
•     2.2.15 小鼠视网膜电图
•     2.2.16 视网膜组织微管分离
• 第三章 实验结果与分析
•   3.1 Arl2 基因敲除小鼠表型
•   3.2 Arl2 基因过表达对微管及纤毛形成有抑制作用
•   3.3 Arl2 基因敲除导致视网膜外节段蛋白转运异常
•   3.4 Arl2 基因敲除致使视网膜感光细胞微管和纤毛结构塌缩
•   3.5 Arl2 基因敲除导致微管组成相关辅酶失衡
•   3.6 Arl2 基因敲除影响微管蛋白分子异二聚体组装
• 第四章 讨论与分析
• 第五章 全文总结与展望
•   5.1 全文总结
•   5.2 后期工作与展望
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张易

导师: 张侯斌

关键词: 微管蛋白,纤毛,视网膜色素变性,感光细胞

来源: 电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 电子科技大学

分类号: Q436

总页数: 55

文件大小: 4160K

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