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 JoVE Neuroscience

准备使用一个不连续Percoll蔗糖密度梯度的从小鼠皮质Synaptoneurosomes


JoVE 3196 9/17/2011

1Department of Pathology and Laboratory Medicine, Waisman Center for Developmental Disabilities, University of Wisconsin, 2Department of Biochemistry, Waisman Center for Developmental Disabilities, University of Wisconsin

一个准备从小鼠大脑皮质翻译活跃,完好synaptoneurosomes(SNS)的方法来描述。该方法采用一个不连续Percoll蔗糖密度梯度,允许快速制备活跃的SNS。

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非洲爪蟾转录因子 IIIA 卵母细胞蛋白激酶 CK2 的磷酸化。

孤立的转录因子 IIIA (TFIIIA),从细胞质 7 S 核糖核蛋白复合体非洲爪蟾卵母细胞,磷酸化时孵化与 ATP [γ-(32) P]。这种修改是净化的因为仍然是净化的通过几个步骤因子与相关联的跟踪激酶活性。激酶可以使用 ATP 或 GTP,并将 phosphorylate 酪蛋白和高 TFIIIA 排除在外。激酶是十氨基酸肽是特定基质蛋白激酶 CK2 (CK2,以前的酪蛋白激酶 II) 与无功。此外,肝素的磷酸化和刺激的亚精胺的抑制作用表明该活动可以归因于 CK2。磷氨基酸分析建立该丝氨酸是唯一磷酰化承兑人在 TFIIIA 中。有四个共识地点为 CK2 在 TFIIIA ;所有包含丝氨酸磷酸化指认现场的残留。从卵母细胞,其中孵化与 [(32) P] 药剂.正 TFIIIA immunoprecipitated 也是完全以丝氨酸残留磷酸化。只有氰溴片段,派生的 TFIIIA N 终端结束,被称为体内。CK2,位于 Ser(16) 锌指的第一个域,反过来 beta 版的识别序列是唯一蛋白激酶共识序列存在于此多肽。与特定于站点的突变体 TFIIIA 的体外检测方法建立 Ser(16) 是首选的站点进行一些辅助的修改,在 Ser(314) 的磷酸化。

RhoB MRNA 珥 UV 灯后便稳定下来。

RhoB 是小 GTP 结合蛋白,参与细胞凋亡信号转导。我们已经和几个尿苷富绵延克隆鼠标 RhoB mRNA 包括 1377年核苷酸 3' 非翻译区 (UTR),其中包含六个非盟丰富元素 (阿瑞斯)。有 94%的同源性总体鼠标和大鼠 RhoB 基因与鼠标和假定的人类克隆之间 92%同源性。紫外线光 (UVL) 诱导 RhoB 生产通过基因转录和 mRNA 稳定受规管的变化虽然是未知的后者的机制。我们观察到 UVL 增加 RhoB mRNA 从 63 分钟至 3.3 h NIH/3T3 细胞和 87 分钟至 2.7 h 正常人类角质形成细胞中的半衰期。体外移动 shift 化验表明在三个不同地点 (核苷酸 1342年 1696年、 1765年-1920 年和 1897年-1977 年) 珥绑定 3'-UTR 的 RhoB 暗示此 RNA 结合蛋白的监管作用。珥 immunoprecipitations RhoB mRNA 表明体内协会与免疫印迹分析和免疫荧光法表明珥快速分区从细胞核向细胞质 UVL 后为阳性。因此,我们建议在其中 UVL 诱使应激激活的信号转导导致核/细胞质穿梭珥和随后出现的 RhoB mRNA 的稳定的模型。

珥 MRNA 配体后扣押,表示。

珥是一个无处不表示的非盟丰富元素 (是)-绑定与交互和稳定细胞激活或应激后的选择性早期反应基因 (ERG) 分泌的蛋白质。到目前为止,大约 20 mRNAs 被明确界定为珥配体。鉴于 ERG 分泌大量与定义为配体那些少数风波,我们应用体外选择隔离使用 postseizure 小鼠海马组织广泛范围户珥 mRNA 配体。选定的 mRNAs 被转换成 cDNA 库和测序。使用这种方法,我们发现有超过 600 新颖、 指认珥 mRNA 的配体。这些基因代码各种各样的蛋白质,包括转录因子信号分子和激酶,但许多具有未知函数。符合他们所选择的手段,这些珥配体的几个差异表示海马后扣押。这些结果表明生化的办法来确定和辨别不同汇辑 》 配体珥和其他监管的 mRNA 结合蛋白。

诱饵分泌减少 β-淀粉样前体蛋白 MRNA 在神经元细胞。

生产过剩的淀粉样前体蛋白 (APP) 和 β-淀粉样蛋白可能有助于在阿尔茨海默病 (AD) 神经变性。为了了解神经元 APP 基因调控,我们确定了 52 基元素 (52sce) 立即下游从稳定 APP mRNA 的终止密码。删除此域的急剧动荡 APP mRNAs 和减少应用程序合成体外。含珠蛋白编码序列的嵌合的珠蛋白肽链 APP mRNAs 融合到整个应用程序 3'-UTR,显示类似于全长 APP mRNA 的调节。各种各样的细胞质裂解包含 52sce RNA 结合活性,表明独联体跨交互规范的元素的功能。最后,嵌合体 mRNAs,包含编码序列和 APP 3'-UTR,绿色荧光蛋白的表达显著 SH SY5Y 神经母细胞瘤细胞中的内源性 APP 稳态水平降低,表明一种新的方法,以减少淀粉样 AD 患者负担。

FMRP 介导淀粉样前体蛋白依赖于 MGluR5 的翻译。

淀粉样前体蛋白 (APP) 能促进大脑的发育,在突触形成 β-淀粉样蛋白 (Abeta) 积累,这是与阿尔茨海默病相关联,结果在突触的损失和损害的感受器。脆性 X 智力迟钝蛋白 (FMRP) 是细胞质 mRNA 结合蛋白的表达迷失在脆性 X 综合征。在这里我们显示 FMRP 绑定到应用程序在一个富鸟嘌呤 G-四方样序列 mRNA 编码区。代谢型谷氨酸受体激动剂 DHPG 皮质 synaptoneurosomes 或原代神经元细胞的刺激增加 APP 翻译中但不是坏 1 挖空样品的野生型。APP mRNA coimmunoprecipitated 与 FMRP 中休息的 synaptoneurosomes,但是,交互 DHPG 治疗后很快失去了。可溶性的 Abeta40 或 Abeta42 水平都明显高于第坏 1 基因敲除小鼠相比野生型控件多株。我们的数据表明突触后 FMRP 将绑定到和调节代谢型谷氨酸受体激活通过 APP mRNA 的翻译,表明脆弱 X 综合征和阿尔茨海默病之间的可能联系。

胸腺基质 Lymphopoietin 表达式中过敏肺部炎症是 Pin1 依赖。

惊厥易感性,而淀粉样前体蛋白的小鼠的死亡率。

脆性 X 综合征和阿尔茨海默病的淀粉样前体蛋白 (APP) 和 β-淀粉样蛋白 (Abeta) 表达对显示突触表型和基于最近的研究,有可能共享树突状。为了创建小鼠模型,专门研究在神经突触的 APP 和 Abeta 的影响,我们越过 Tg2576,而人类的应用软件,瑞典突变 (hAPPsw),其中与坏 1 KO 小鼠。后代,命名为 FRAXAD,显示死亡率增加 (通过 30 天的年龄 23%) 相比 Tg2576 (3%) 和 WT 和坏 1 KO littermate 控件 (0%) 符合发育缺陷。60 天的年龄,Tg2576 和 FRAXAD 小鼠接近 40%的死亡率为 WT 和坏 1 KO littermates 0%相比。若要了解 APP 使小鼠中的机制基础增加的死亡率,我们评估扣押在戊四氮 (PTZ) 响应阈值。Tg2576 和 FRAXAD 小鼠已到云台惊厥门槛较低 (平均扣押分数的 > / = 4.0) nontransgenic littermates (平均扣押得分 1.9-2.9) 相比。缉获量是 AD,接续下综合征、 自闭症和癫痫,, 主要表型和这些数据表明,该发展树突状 APP 或 Abeta 过量表达增加癫痫易感性。

MPEP 对表达人类 Abeta 降低坏 1 KO 小鼠扣押严重性。

代谢型谷氨酸受体 5 (mGluR(5)) 规范翻译淀粉样前体蛋白 (APP) 的基因表达。下休息条件,mRNA 是绑定到与翻译镇压脆弱 X 智力迟钝蛋白 (FMRP)。后组 1 作用激活,FMRP 加入从 mRNA 和翻译随之产生。应用程序级别都是在初级神经元文化的以及在 synaptoneurosomes (SN) 分别编写从 (KO) 胚胎和少年坏 1 基因敲除小鼠树突升高。为了研究应用程序和其水解产品 Abeta 对脆性 X 综合征 (接续) 表型的影响,我们创建了 over-expresses 人 APPSwe/Abeta 坏 1 KO 背景下新型鼠标模型 (FRAXAD)。本文所述,我们评估 (1) 人类 APP(Swe) 和 Abeta 水平作为函数的 FRAXAD 小鼠和戊四氮 (PTZ) (2) 扣押易患年龄后 mGluR(5) 封锁。FRAXAD 小鼠 MPEP mGluR(5) 拮抗剂与预处理减少 PTZ 致痫严重性。这些数据表明 Abeta 有助于扣押发病率和可能是适当的治疗目标,以减轻扣押病理的接续、 阿尔茨海默病 (AD) 和唐氏综合症 (DS) 患者。

1,PKMzeta 按顺序控制树突状蛋白质的合成。

某些形式的学习和记忆其电生理关联,长时程增强 (LTP) 需要树突状的翻译。我们在证明 Pin1 (尼玛 1 与交互的蛋白) 酰-脯氨酰异构酶存在于树突棘和轴和抑制蛋白质合成谷氨酸信号所致。Pin1 制止增加树突状的翻译,可能通过真核翻译起始因子 4E (eIF4E) 和 eIF4E 结合蛋白 1 和 2 (4E-BP1/2)。符合增加的蛋白质合成,海马从 Pin(-/-) 小鼠已正常早期 LTP (E-LTP) 但大大增强晚 LTP (L LTP) 相比野生类型的控件。蛋白激酶 C zeta (PKCzeta) 和蛋白激酶 M zeta (PKMzeta) 增加 Pin1(-/-) 鼠标的大脑,而他们的活动维护树突状翻译所需。PKMzeta 交互和抑制 Pin1 磷酸化丝氨酸 16。因此,谷氨酸、 树突状蛋白质合成顺序由 1,PKMzeta 信号。

唐氏综合征和阿尔茨海默病的啮齿动物模型出现惊厥发作。

淀粉样蛋白前体 (AbetaPP) 是在阿尔茨海默病 (AD)、 唐氏综合症 (DS)、 自闭症,外源和脆弱 X 综合征。在所有这些神经紊乱,常见表型缉获量尚扣押诱导和繁殖的基础的分子机制仍很大程度上未知。我们在证明广告 (Tg2576) 和 DS (Ts65Dn) 小鼠出现惊厥缉获量,可以与拮抗剂代谢型谷氨酸受体 5 (mGluR5) 或由 amyloid beta 版抗体被动免疫减毒。我们的数据强烈扣押易感性的关系涉及 AbetaPP 或 catabolite,并建议该 mGluR5 介导此响应。

逆转的脆弱 X 表型的 AβPP/Aβ 水平 Fmr1KO 小鼠的操纵。

脆性 X 综合征 (接续) 是最常见的形式继承智力残疾和已知的自闭症遗传原因的领先。脆性 X 智力迟钝蛋白 (FMRP),这是缺席或表示在接续大幅减少一级、 绑定到和控制淀粉样 β 蛋白前体 (AβPP) 的突触后翻译 mRNA。劈裂的 AβPP 可以产生 β-淀粉 (Aβ) 在阿尔茨海默病 (AD) 和唐氏综合症 (DS) mis-expressed 39 43 氨基酸肽。Aβ 是 over-expressed 的 Fmr1(KO) 小鼠大脑暗示在接续中的致病作用。要确定遗传减少的 AβPP/Aβ 救助表型接续特性,是否我们评估惊厥发作 (AGS)、 焦虑、 成熟与未成熟的树突棘和代谢型谷氨酸受体 (作用) 的比例,-介导的长期萧条 (有限公司) Fmr1(KO) 小鼠后一个 App 基因去除。所有的这些表型被部分或完全恢复正常。Aβ(1-42) 血浆中全突变接续男性与年龄匹配的控件相比,虽然有点增加大脑皮层和海马的水平,这表明在大脑中,Aβ 螯合大大减少。可适用于接续不断变化的疗法旨在减少在 AD 中的 Aβ 和 Aβ 可作为基于等离子体的生物标记物有助于疾病的诊断或评估治疗效果。

一天的时间作了规定,这是亚细胞贩运、 三方突触本地化和 Polyadenylation 的星形胶质细胞 Fabp7 MRNA。

星形胶质细胞脑脂肪酸结合蛋白 (Fabp7) 先前已被证明具有协调昼夜调控基因和蛋白在整个鼠标大脑和依赖年龄的下降蛋白质内 synaptoneurosomal 分数的表达式中。控制表达式和贩运 Fabp7 perisynaptic 进程的一天中时间的变化的机制并不了解。在这项研究,我们证实 Fabp7 mRNA 及蛋白的星形胶质细胞 perisynaptic 车厢,浓缩,并观察到细胞内分布 Fabp7 mRNA 分子层的海马中的昼夜变化。北部印迹透露 Fabp7 mRNA poly(A) 尾整个小鼠脑协调的天依赖时间的振荡。细胞质 polyadenylation 元素结合蛋白 1 (CPEB1) 规定了亚细胞贩运和突触可塑性相关 mRNAs 的翻译。在这里我们显示该 Fabp7 mRNA coimmunoprecipitated 与 CPEB1 从主鼠标星形胶质细胞提取物,和其 3'UTR 包含和守恒细胞质 polyadenylation 元素 (国家方案评价) 能够调节记者 mRNAs 在非洲爪蟾卵母细胞成熟过程的翻译。鉴于 Fabp7 表达式仅限于星形胶质细胞和神经祖细胞在成年鼠脑中的,同步循环模式的 Fabp7 mRNA 是已知 CPE 调节誊本之间的一个新发现。这些结果牵连昼夜节律,睡眠,和/或代谢调控的亚细胞介导 CPEB 贩运和三方的哺乳动物脑突触 Fabp7 mRNA 的本地化的翻译。

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