中华按蚊离子型受体伴侣受体的鉴定

蚊虫嗅觉系统中存在另一类受体家族,因与离子通道型谷氨酸受体(ionotropic glutamate receptors,iGluRs)存在序列与结构的相似性,而命名为离子型受体(ionotropic receptors,IRs)。IR8a和IR25a是离子型是受体家族的伴侣受体,能与其他IR在细胞膜上形成四聚体的离子通道。本文依据伴侣受体在物种间的保守性及其与iGluR的亲缘关系,对中华按蚊IR的伴侣受体基因AsinIR8a和AsinIR25a进行鉴定,并对其氨基酸序列的结构域、特异性位点和系统进化关系等进行了分析。利用双标原位杂交技术,分别对这两种IR伴侣受体与 OR中的唯一伴侣受体Orco的分布关系进行了分析。研究证实,与已知的果蝇情形类同,蚊虫IR的结构特点和分布都独立于OR存在于中华按蚊的嗅觉识别系统中,两类嗅觉敏感蛋白对气味的感知既相互独立,又互补协作。

双极电压钳技术在促离子型受体研究中的应用

目的探讨双极电压钳技术在促离子型受体研究中的应用。方法将外源性促离子型受体的mRNA注入爪蟾卵母细胞进行表达,用双极电压钳技术记录受体激活时产生的膜电流。结果与结论在促离子型受体的研究中,实现了电生理实验与分子生物学实验的有机结合。

谷氨酸离子型受体拮抗剂对大鼠机械穿髓诱导的延髓Fos蛋白表达的影响

为探讨谷氨酸及其离子型受体是否参与牙髓伤害性信息的传递 ,预先向大鼠左侧脑室分别注射谷氨酸N 甲基 D 天门冬氨酸 (NMDA)受体拮抗剂 5 甲基二氢二苯丙环庚烯亚胺马来酸 (MK 80 1)、非NMDA受体拮抗剂 6 氰基 7 硝基喹恶啉土卫四 (CNQX) ,再予左上颌第一磨牙机械穿髓刺激 ,存活相同时间后观察动物延髓内Fos蛋白表达量的变化 ,与单纯穿髓组作对比。结果MK 80 1显著减少大鼠机械穿髓诱导的延髓Fos蛋白表达 ,且呈剂量依赖性 ,而CNQX则无明显作用。表明谷氨酸很可能是牙髓伤害性信息初级传入的兴奋性递质。在机械穿髓致痛动物模型中 ,这一过程主要由NMDA受体介导。

棉铃虫离子型受体基因HarmIR8a的克隆及表达定位

【目的】昆虫离子型受体(ionotropic receptors, IRs)是新发现的一类化学感觉受体,对昆虫感受环境中酸类和胺类等物质发挥着重要作用。基因克隆、序列比对以及表达定位的研究将有助于初步解析棉铃虫Helicoverpa armigera离子型受体的功能。【方法】本研究在棉铃虫触角转录组测序和分析的基础上,利用PCR技术克隆了一个离子型受体基因的全长序列,并进行序列结构预测等分析;利用荧光定量PCR技术对该基因在棉铃虫雌、雄成虫不同组织中的表达量进行了分析;同时利用原位杂交技术检测了该基因在棉铃虫雄虫触角中的表达定位。【结果】克隆获得棉铃虫HarmIR8a基因全长cDNA序列(GenBank登录号:MH638313),开放阅读框为2 688 bp,编码895个氨基酸,预测有3个跨膜区域。HarmIR8a氨基酸序列包含了一个氨基末端区域(amino terminal domain, ATD),一个由S1和S2两部分构成的配体结合域(ligand binding domain, LBD),一个孔环(pore loop, P),3个跨膜区(M1, M2和M3)和一个胞内C末端(C terminus)。荧光定量PCR结果显示,HarmIR8a在棉铃虫雌、雄成虫头(除去附器)和触角等组织中均有表达,而且在触角中高表达。棉铃虫雄虫触角原位杂交结果表明,HarmIR8a主要在触角腔锥形感器下表达。【结论】本研究初步探析了HarmIR8a基因的转录水平和表达部位,为进一步研究棉铃虫离子型受体基因的功能和生理作用奠定了基础。

昆虫离子型受体及其功能研究进展

昆虫是地球上最大的动物类群,在长期的进化过程中形成了复杂的感受系统,其中以化学感受(嗅觉和味觉)最为重要。气味受体(odorant receptor,OR)和味觉受体(gustatory receptor,GR)分别在嗅觉和味觉中起关键作用,但近年发现离子型受体(ionotropic receptor,IR)也在一些化学感受中发挥作用,有些IR还参与温度和湿度等非化学感受。IR家族由离子型谷氨酸受体(ionotropic glutamate receptor,iGluR)进化而来,具有典型的3个跨膜结构域;与OR相似,每个IR至少需要一个共受体(co-receptor)才能发挥功能,现已发现4个IR共受体(IR8a,IR25a,IR76b和IR93a);两个或多个IR可以共表达于同一个嗅觉神经元,IR间的不同组合导致神经元不同的气味反应谱。一种昆虫通常含有几个到上百个不等的IR,其中部分IR为触角特异表达,但绝大多数IR的功能及其作用机制仍不清楚。本文综述了IR的结构和进化以及昆虫IR基因鉴定、表达和功能等方面的研究进展,以期为深入研究昆虫IR的功能、作用机制及在害虫防治中的应用提供参考。

中华蜜蜂离子型受体AcerIR76b、AcerIR75f.1生物信息学和差异表达分析

【目的】从中华蜜蜂Apis cerana cerana触角转录组测序结果中筛选获得中华蜜蜂离子型受体IR76b、IR75f.1的基因序列,对其进行蛋白结构预测和表达谱分析,为该基因的功能研究提供依据。【方法】利用多种生物信息学软件对其编码蛋白的理化特性进行分析;采用qRT-PCR技术对AcerIR76b、AcerIR75f.1在中蜂1日龄工蜂和采集蜂、1日龄雄蜂和性成熟雄蜂各部位(触角、头、胸、腹和足)中mRNA的表达情况进行比较分析。【结果】成功获得了AcerIR76b、AcerIR75f.1的完整开放阅读框ORF序列,全长分别为1635 bp和1686 bp,分别编码545、562个氨基酸。预测AcerIR76b分子量为63.09 ku,AcerIR75f.1分子量为62.28 ku,它们均具有3个跨膜结构。qRT-PCR结果显示,AcerIR76b在1日龄工蜂和采集蜂、1日龄雄蜂和性成熟雄蜂的各部位中均有表达,但在触角中的表达量极显著的高于其它部位(P<0.01);AcerIR75f.1在1日龄工蜂和采集蜂中,均在触角中高表达,而在1日龄雄蜂和性成熟雄蜂中,均在足部高表达。【结论】AcerIR76b和AcerIR75f.1的编码产物均具有昆虫离子型受体的典型结构特征,2个离子型受体在中华蜜蜂工蜂和雄蜂各个部位均有表达,推测其不仅参与气味分子的识别过程,在味觉感知中也同样发挥着一定作用。

昆虫嗅觉离子型受体的研究进展

嗅觉系统在昆虫生存生活中起着至关重要的作用,而离子型受体(Ionotropic Receptors,IRs)是昆虫嗅觉系统中重要的受体之一。IRs是一类古老而且保守的受体,参与昆虫识别酸、胺和醛等物质的多个通路,调控昆虫识别寄主、寻找产卵地和躲避天敌等多种行为。了解IRs在昆虫嗅觉中的识别机理将为害虫防控提供新的思路。本文就IRs家族的嗅觉识别功能进行综述。

谷氨酸及其离子型受体激动剂抑制大鼠颈动脉体急性低氧应答反应

本文旨在探讨谷氨酸及其离子型受体激动剂在大鼠颈动脉体急性低氧应答中的作用。SD大鼠麻醉后断头,游离双侧颈动脉分叉,置于持续灌流95%O_(2)-5%CO_(2)饱和的Kreb’s液的记录浴槽中,分离大鼠颈动脉体-窦神经复合体,窦神经中枢端放置吸附玻璃电极,记录窦神经基础放电。信号稳定后,给予5%O_(2)-5%CO_(2)-90%N_(2)饱和的Kreb’s液灌流,观察颈动脉体对急性低氧的应答反应;通过灌流含有谷氨酸、谷氨酸离子型α-氨基-3羟基-5甲基-4异恶唑丙酸(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid,AMPA)受体特异性激动剂AMPA或N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体特异性激动剂NMDA的5%O_(2)-5%CO_(2)-90%N_(2)饱和Kreb’s液,观察谷氨酸、AMPA或NMDA在颈动脉体急性低氧应答反应中的作用。结果显示:谷氨酸(20μmol/L)及其离子型受体特异性激动剂AMPA (5μmol/L)、NMDA (10μmol/L)均明显抑制急性低氧诱导的颈动脉体窦神经放电活性增强,且这种抑制作用均呈浓度依赖性。上述结果提示,激活谷氨酸离子型受体抑制大鼠颈动脉体对急性低氧的应答反应。

昆虫离子型受体的鉴定及功能研究进展

昆虫与其它动物一样,具有灵敏的感觉系统,这对于昆虫重要的行为反应和各种生理活动至关重要。通过感觉神经元树突膜上表达的多种受体,昆虫能够将外界的各种信号转化为电信号,电信号传输到大脑后通过整合加工,使昆虫产生相应的行为反应。目前,感觉神经元树突膜上的受体研究比较多的是参与嗅觉感受的气味受体(Odorant receptors,ORs)、参与味觉感受的味觉受体(Gustatory receptors,GRs)等基因家族。除此之外,研究人员通过生物信息学分析,首次从模式昆虫黑腹果蝇基因组中鉴定了一类新的受体基因家族:离子型受体(Ionotropic receptors,IRs)。离子型受体由离子型谷氨酸受体(Ionotropic glutamate receptors,iGluRs)演化而来。近年来研究人员通过基因敲除、异位表达、体外表达结合电生理记录等方法,在离子型受体的功能研究方面取得了重要进展。研究表明该受体基因家族成员参与昆虫的嗅觉、味觉以及温湿度等多种感觉过程。本文总结了离子型受体的发现、鉴定、定位及最新的功能研究进展,以期为研究非模式昆虫特别是重要农业害虫离子型受体基因的功能提供思路和可借鉴的方法,为有效利用离子型受体为靶标发展新的害虫防治方法提供理论基础。

精神分裂症及攻击行为与离子型谷氨酸受体-6基因多态性关联研究

目的探讨中国汉族人群离子型谷氨酸受体-6(GluR6)基因多态性与精神分裂症及攻击行为是否关联。方法收集40个精神分裂症核心家系(包括20个患者有攻击行为和20个患者无攻击行为),采用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)技术对GluR6基因单核苷酸多态性rs6922753T/C和rs2227283G/A分型,进行传递不平衡检验(TDT)。结果rs6922753多态性(2=4.67,υ=1,P<0.05)、rs2227283多态性(2=11.11,υ=1,P<0.01)及单体型TG(2=11.27,υ=1,P<0.01)、CA(2=6.33,υ=1,P<0.05)与精神分裂症相关联;rs2227283多态性与攻击行为显著相关联(2=8.89,υ=1,P<0.01)。结论在中国汉族人群中GluR6基因或邻近基因可能是精神分裂症的易患基因之一,并可能影响患者攻击行为的发生。

离子型谷氨酸受体拮抗剂MK-801浓度与全脑缺血再灌注大鼠海马内源性神经干细胞的增殖

背景:脑缺血再灌注后,过度释放的兴奋性氨基酸可通过N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体激活内源性神经干细胞,促使其增殖、分化,修复神经细胞,但同时也导致细胞内钙离子超载,引起神经细胞的损伤。目的:观察NMDA受体拮抗剂MK-801浓度对脑缺血再灌注大鼠海马内源性神经干细胞增殖的影响。方法:SD大鼠随机分为正常对照组、手术对照组及MK-8010.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2mg/kg组。除正常对照组外,大鼠首先进行侧脑室插管,3d后进行4条血管阻断方法制备大鼠全脑缺血再灌注模型。在模型制作前30min按照不同浓度侧脑室注射MK-801。正常对照组和手术对照组侧脑室注射同剂量的生理盐水。免疫组织化学、RT-PCR技术检测各组脑海马nestin阳性细胞及其mRNA表达。结果与结论:MK-801浓度在0.8mg/kg以下时,用药组大鼠脑海马nestin mRNA及蛋白的表达与手术对照组差异无显著性意义(P>0.05),呈现高表达;当MK-801浓度达到0.8mg/kg时,与手术对照组相比,用药组大鼠脑海马nestin基因及蛋白的表达明显下降(P<0.05),并随浓度的增高呈递减趋势。提示MK-801在浓度为0.6mg/kg时,即可抑制钙超载保护神经元,又有良好的刺激神经干细胞增殖作用。

激活的星形胶质细胞分泌的TNF-α对大鼠离子型谷氨酸受体1表达的影响

目的 探讨星形胶质细胞在癫痫发病中的作用。 方法 选用肿瘤坏死因子TNF α(TNF α)刺激及TNF α反义寡核苷酸阻断后马桑内酯 (CL)刺激纯化培养的海马星形胶质细胞 ,将这两种条件培养基提取液 (ACM)10 μl分别注入正常大鼠侧脑室 ,观察动物行为与脑电图的变化 ;用免疫细胞化学方法检测大脑皮质与海马中离子型谷氨酸受体 (NMDAR1)表达水平的改变 ,并做显微图像分析。 结果 1 侧脑室注射肿瘤坏死因子TNF α刺激后的条件培养基提取液可引起大鼠Ⅲ级癫痫样发作及典型的尖波、棘波、棘 慢波癫痫样脑电图表现 ,大脑前梨状皮质和海马CA1区NMDAR1免疫反应阳性神经元数和平均光密度值均明显高于对照组 ;2 侧脑室注射TNF α反义寡核苷酸阻断后由马桑内酯刺激的条件培养基提取液 ,大鼠无癫痫样行为发生 ,大脑前梨状皮质和海马CA1区NMDAR1免疫反应阳性神经元数和平均光密度值与对照组无显著性差异。 结论 1 激活的星形胶质细胞分泌的TNF α可诱导大鼠癫痫发作。 2 NMDAR1表达的变化可能与癫痫发作有关。

首发精神分裂症与离子型谷氨酸受体6基因多态性的关联研究

目的探讨中国北方汉族人群离子型谷氨酸受体-6(GluR6)基因多态性与首发精神分裂症是否关联。方法随机抽取95例首发精神分裂症患者作研究,以84例正常人作对照。分别采用full Cold-PCR联合限制性片段长度多态性(RFLP)技术和PCR-RFLP技术检测研究对象GluR6基因外显子15rs2227283(G/A碱基改变)及内含子13rs995640(A/G碱基改变)的单核苷酸多态性(SNP)。结果 GluR6基因rs995640多态性(χ2=0.562,υ=1,P=0.565)在病例组和对照组的基因型和等位基因分布频率无显著性差异;而rs2227283多态性(χ2=14.816,υ=1,P<0.001)则与精神分裂症显著相关。经多因素分析控制年龄、性别因素后各组基因型分布无显著性差异。结论在中国北方汉族人群中,GluR6基因内含子13rs995640多态性可能不是首发精神分裂症的一个危险因素而外显子15rs2227283多态性则可能与首发精神分裂症的易患性有关。

尾悬吊大鼠小脑间位核促离子型谷氨酸受体表达增加

外周信息主要通过神经末梢释放谷氨酸激活促离子型谷氨酸受体(ionotropic glutamate receptor,iGluRs),调节间位核神经元的兴奋性。研究旨在探讨模拟失重对大鼠小脑间位核iGluRs表达的影响。采用大鼠尾部悬吊法建立模拟失重动物模型,按体重配对原则随机将大鼠分为尾部悬吊14 d组和正常同步对照组。采用免疫组织化学ABC染色法观测大鼠小脑间位核iGluRs(NMDAR-1、AMPAR-2和KAR-2)免疫阳性神经元数量的变化。结果表明正常对照组大鼠小脑间位核内有iGluRs免疫阳性神经元存在。大鼠吊尾14 d后,大鼠小脑间位核iGluRs免疫阳性细胞数明显增多(P<0.05)。结论模拟失重可使大鼠小脑间位核神经元网络的兴奋性增高。这一变化可能与模拟失重引起的调控肌肉运动的中枢神经系统的适应性变化有关。

离子型谷氨酸受体对海马突触传递长时程增强的影响

海马是完成学习与记忆活动的神经基础,海马部位突触可塑性增强与学习记忆有着密不可分的关系,而这种可塑性的增强主要是以谷氨酸为神经递质的,因此本文就有关海马部位突触可塑性增强与离子型谷氨酸受体的联系进行了阐述.

离子型及Ⅰ型代谢型谷氨酸受体对大鼠温度过敏的调节作用

目的探讨离子型及Ⅰ型代谢型谷氨酸受体对大鼠温度过敏的调节作用。方法将离子型谷氨酸受体作用药谷氨酸(Glu)、N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)、α-氨基-3羟基-5甲基-4异恶唑(AMPA),Ⅰ型代谢型谷氨酸受体作用药[(S)-DHPG],非竞争性NMDA受体拮抗剂(MK-801),竞争性AMPA受体拮抗剂(CNQX),选择性Ⅰ型代谢型谷氨酸受体拮抗剂(cpcco E)t分别注入L5~6脊神经结扎和假手术大鼠左足底部皮下组织,观察大鼠对辐射热的反应。结果 Glu、NMDA、AMPA、(S)-DHPG能减少假手术组足底逃避阈值,而对手术组则无效;相反,MK-801、CNQX及cpcco Et能增加手术组足底逃避阈值,但对假手术组无效。结论外周离子型和Ⅰ型代谢型谷氨酸受体敏感性的改变可导致末梢神经可塑性变化,这种变化是神经损伤引发的神经病理性疼痛产生与维持的基础。

离子型谷氨酸受体在长时程增强产生机制中的研究进展

长时程增强(Long-term potentiation,LTP)是一种发生在神经细胞信号传输中持久的增强现象。在分子水平研究学习和记忆能力,反应海马功能可塑性的长时程增强是常用的指标,其作用的改变与学习记忆密切相关。长时程增强增加会促进学习记忆能力,而长时程增强减弱会导致学习记忆能力的下降。诱导长时程增强发生的相关机制非常复杂,迄今尚未完全阐明,而关于离子型谷氨酸受体在其中的作用研究相对较少。因此,本文对离子型谷氨酸受体在长时程增强形成条件、分子机制等方面进行了综述。

离子型谷氨酸受体2B亚型在大鼠脊神经结扎后神经痛中作用的初步探讨

目的脊髓创伤后引起的神经痛是困扰患者的重要因素,目前临床上尚无有效的治疗方案。通过大鼠L5脊神经结扎(SNL)法建立后肢神经痛模型,观察不同时间点脊髓背根神经节中离子型谷氨酸受体2B亚型(NR2B)以及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、脑源性神经营养因子(BDNF)的表达变化并探讨可能存在的分子作用机制。方法 36只成年SD雄性大鼠,随机数字表法分成对照组,假手术组和手术组。对照组不做任何处理,手术组建立脊神经结扎模型,假手术组操作同手术组仅不结扎脊神经。通过旷场试验及术侧足跖缩足阈值观察造模前,造模后第5,14天大鼠活动和神经痛情况,免疫蛋白印迹法检测大鼠术侧腰4-6段脊髓背根神经节NR2B及TNF-α和BDNF表达情况。结果造模后5 d,与对照组比较,假手术组大鼠总里程略降低[(18 225.15±371.76)mm vs(14 927.93±560.87)mm,P<0.05],活动时间相比差异无统计学意义(P>0.05);手术组大鼠总路程,活动时间较对照组均显著降低[(18 225.15±371.76)mm vs(3 224.92±89.64)mm,(727.93±16.29)s vs(203.48±19.94)s,P<0.01]。与假手术组比较,手术组大鼠总里程,活动时间显著减少(P<0.01)。造模后14 d,与对照组和假手术组比较,手术组大鼠总路程和活动时间明显减少(P<0.01)。造模前,3组大鼠PWT相比差异无统计学意义(P>0.05)。造模后5 d和14 d,与对照组及假手术组比较,手术组大鼠术侧PWT均显著降低(P<0.01)。假手术组大鼠疼痛阈值未受到明显影响,与对照组相比差异无统计学意义(P>0.05)。造模后5d,假手术组和手术组BDNF、TNF-α和NR2B表达较对照组升高(P<0.05),手术组BDNF、TNF-α和NR2B表达较假手术组升高(P<0.05)。造模后14 d,与对照组和假手术组比较,手术组BDNF、TNF-α和NR2B表达升高(P<0.01)。结论 NR2B和BDNF表达可能在参与调节了神经痛的发生、发展过程。