学习和记忆相关基因:Calsyntenins家族

Calsyntenins(Cstn)是一个独特的将胞外蛋白水解活性与胞内Ca2+信号转导相连在一起的家族,属于钙结合蛋白,与钙离子结合,参与信号转导和细胞交流。它包括3个成员,分别为calsyn-tenin-1、calsyntenin-2和calsyntenin-3,皆为突触后膜蛋白,主要在脑的神经元中表达,但表达模式各自不同,而且其蛋白也表现出高度的结构多样性。Calsyntenin-1位于中枢神经系统(CNS)突触后膜,是一个突触后膜蛋白水解的蛋白质。有一个结合钙的胞质酸性结构域,是一个通过胞外蛋白水解来调节突触后钙的动力调节子。Calsyntenin-1调节突触后膜下或胞内Ca2+储存库中的Ca2+瞬变,从而参与长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD),与学习和记忆功能紧密相关。尤其是最近研究发现,β淀粉样蛋白前体(APP)和calsyntenins共同作用增加了β淀粉样蛋白(Aβ)的分泌,从而造成神经系统紊乱,促进阿尔采末病(AD)的发生,这对于AD发病机制的揭示和开发新一代治疗AD的药物具有重要的意义。

Calsyntenins家族在学习记忆和阿尔茨海默病发病中的作用研究

钙结合蛋白家族(calsyntenins,CLSTNs)属于细胞黏附分子钙黏素超家族,包括CLSTN1、CLSTN2和CLSTN3三个成员,主要表达于锥体神经元突触后膜和转运囊泡中,参与调控线虫和人的学习记忆。CLSTNs能将细胞外水解信号和细胞内Ca^(2+)激活信号相关联,还是一个调控多个膜结合细胞器转运的胞内运输蛋白。现分析CLSTNs激活Ca^(2+)信号途径和参与胞内转运的功能,归纳CLSTNs调控学习记忆、突触发育和突触传递的作用,以及在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)发病中的作用,为理解CLSTNs的细胞生物学功能提供线索。

Clstn3与脂代谢功能的研究进展

钙结合调节蛋白Clstn3是一种嵌入内质网(endoplasmic reticulum, ER)膜的膜结合蛋白质,主要在中枢神经系统和外周组织中表达,包括肝脏、脂肪和骨骼系统。近年来,人们发现Clstn3,特别是其剪切体形式Clstn3β作为棕色脂肪标志因子,其在线粒体功能和脂质代谢等方面发挥重要作用。本文主要对Clstn3及其剪切体形式Clstn3β与脂代谢相关性的研究进行阐释,旨在为改善及治疗脂代谢异常疾病提供新思路。

大鼠钙结合蛋白-3基因与关节炎严重程度相关性研究

目的进一步精细定位Oia2区域，以期发现除C型凝集素超家族成员（CLECSFs）以外的其他关节炎易感基因。方法在DA大鼠及其同源异基因品系R16大鼠中建立矿物油诱导性关节炎（OIA）模型并记录各临床表型。另取DA和R16大鼠，不完全弗氏佐剂（IFA）免疫后第10天，处死并采集腹股沟淋巴结以获取单个细胞，在mRNA水平检测各R16同源异基因及各炎性细胞因子的表达。两两比较采用Mann—WhitnevU检验。结果OIA模型中，和雄性DA大鼠比较，雄性R16大鼠的关节炎严重程度明显减轻（5．9±3．8与9．3±2．3，P〈0．05），同时其促炎性细胞因子白细胞介素（IL）-17（1．4±2．2与2．7±2．9，P〈0．05）和IL—1β（1．5±2．1与2．3±2．5，P〈O．05）的表达水平明显下降；雄性R16大鼠钙结合蛋白-3（Clstn3）基因的表达明显减低（0．7±0．4与2．2±1．6，P〈0．01）。结论Clstn3基因与雄性大鼠关节炎严重程度密切相关，Clstn3可能为雄性大鼠所特有的关节炎易感基因，同时也表明Clstn3基因变异对雄性大鼠OIA严重程度的影响可能通过辅助T细胞（Th）17型免疫反应而发挥作用。

铅对仔鼠学习记忆及海马组织中钙结合蛋白-2 mRNA表达的影响

采用自由饮水的方式于母鼠孕哺期染毒,染毒剂量为0.3、1.0、3.0g/L,每组10只。用石墨炉原子吸收光谱仪测定仔鼠出生后第21天时血液和海马组织中铅含量。用RT-PCR方法测定21d不同剂量组仔鼠海马组织中钙结合蛋白-2(Calsyntenin-2)mRNA的表达、结果显示,各剂量染铅组血液、海马组织中铅含量与对照组相比,明显升高(P<0.05)。Y型迷宫试验结果显示,低、中、高剂量铅暴露组21d的仔鼠,获取记忆的能力(T1)、保持记忆的能力(T2)和记忆保持率(T3)均低于同期对照组仔鼠,差异均有统计学意义(P<0.05)。与对照组相比,中、高剂量铅暴露组海马组织中Calsyntenin-2mRNA的表达明显低于对照组(P<0.05),但是低剂量组与对照组相比,差异无统计学意义(P>0.05)。结果表明,孕哺期母体铅暴露使铅在仔鼠体内蓄积,引起仔鼠学习记忆功能损害;铅的神经毒性可能与下调海马组织中Calsyntenin-2mRNA的表达、影响突触的信息传递有关。

母体铅暴露对仔鼠海马内Calsyntenin-1表达的影响

探讨母体铅暴露对仔鼠海马内钙结合蛋白-1(Calsyntenin-1,Clstn-1)表达的影响。采用自由饮水模式建立铅暴露动物模型,将40只孕小鼠,随机分为对照组和低、中、高剂量染毒组,分别饮用去离子水和1、5、10g/L的乙酸铅水溶液。仔鼠21日龄,分别测其血液和海马组织中铅的含量,然后取其海马组织,分别通过免疫组化方法和Western blot技术检测各组仔鼠海马组织中Clstn-1的蛋白表达情况。结果显示,21d仔鼠血铅、海马铅水平均明显高于对照组(P<0.01);免疫组化染色结果显示,Clstn-1免疫组化阳性反应主要定位于胞浆,在仔鼠海马组织的CA1区域中,每个铅暴露组仔鼠Clstn-1免疫组化阳性反应物的面密度与对照组相比增加显著,但平均灰度值明显降低(P<0.01);Western blot结果显示,与对照组相比,铅暴露组仔鼠Clstn-1蛋白的表达明显高于对照组,并随染毒剂量增加,表达量增高,差异具有统计学意义(P<0.01)。母体铅暴露可能通过上调仔鼠海马内钙结合蛋白的表达进而造成海马损伤,引起神经毒性。