《ETGP基因在軀體感覺神經元發育中的作用機制》是依託復旦大學，由彭剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：ETGP基因在軀體感覺神經元發育中的作用機制
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：彭剛
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
軀體感覺神經元是動物和人感知機械、溫度以及傷害性刺激的關鍵組成部分。目前人們對於軀體感覺神經元發育分子機制的認識仍不充分。項目預實驗發現在一個斑馬魚突變品系中，幼年突變動物對振動刺激的反應顯著增強。此品系中所突變的ETGP基因只存在於脊椎動物。在斑馬魚及小鼠中ETGP基因均特異地在軀體感覺神經元中表達。在大鼠PC12細胞株中消減ETGP功能可顯著加快神經生長因子所誘導的神經突起生長；而在斑馬魚突變動物中，軀體感覺神經元的軸突生長出現顯著異常。本項目利用斑馬魚模式動物，通過對軀體感神經元發育與感覺行為的考察來明確ETGP基因在整體動物中的功能作用。項目還將開展對ETGP蛋白功能的研究，採用PC12細胞神經突起生長與斑馬魚軀體感神經元軸突生長為研究模型，用以明確ETGP蛋白在軀體感神經元發育中作用的分子機制。項目研究的實施亦將有助於對遺傳性感覺神經病變分子基礎的理解。
結題摘要
軀體感覺神經元把機械、溫度、以及傷害性刺激傳遞到中樞，是動物與人感知外部世界和本體狀態的關鍵。目前人們對於軀體感覺神經元發育分子機制的認識仍不充分。在本項目資助下，我們考察了斑馬魚模式動物的軀體感覺相關行為，並重點考察了新基因ETGP的分子功能，以及ETGP基因在感覺神經元發育中的作用機制。我們建立了檢測斑馬魚對振動刺激和溫度梯度感知的行為範式。我們採用斑馬魚動物、大鼠PC12細胞和海馬原代培養神經元、以及人腦膠質瘤細胞較深入地開展了對ETGP基因的分子功能的研究。在這些工作基礎上，項目研究考察分析了ETGP基因在斑馬魚軀體感覺相關行為以及神經元發育中的作用機制。項目的主要發現包括：（1）新基因ETGP在斑馬魚軀體感覺神經元中表達。（2）斑馬魚中ETGP基因突變導致動物的軀體感覺神經元發育及感覺相關行為出現顯著異常。（3）ETGP基因缺失可顯著上調mTOR信號通路活性。（4）ETGP蛋白可以和mTORC1蛋白複合物中負性調控蛋白DEPTOR直接相互作用，並且可通過降低DEPTOR蛋白的泛素化修飾來穩定胞內DEPTOR蛋白的表達水平。根據這些新發現的分子特性我們將ETGP蛋白重新命名為UBTOR，代表泛素化（UB）互作蛋白，並在mTOR（TOR）信號通路中發揮作用。（5）ETGP/UBTOR的分子功能具有跨物種保守性，在斑馬魚、大鼠、以及人源細胞裸鼠異源移植等多種模型中取得驗證。同時，項目考察鑑定了ETGP/UBTOR基因家族其他成員在感覺神經元的表達，並初步明確了其他新基因在感覺神經元發育及感覺行為中的作用。通過項目研究，課題組還建立完善了基於TALE和CRISPR的基因敲除和精準敲入等基因組編輯方法。項目研究的主要研究結果明確了新基因ETGP/UBTOR通過調控mTOR信號通路活性影響神經元發育和軀體感覺行為的作用機制。項目研究結果有助於對新基因家族ETGP/UBTOR基因功能的認識，並有可能推動對遺傳性感覺神經元發育異常的分子基礎的理解。
