学海网

CD146在血管和神经系统发育中的功能及机制研究，博士学位论文，共95页。
摘要
在生物体内，血管系统和神经系统具有诸多相似之处：两者都由相对独立的输入和输出系统组成，形成高度分支化的网络结构延伸到机体的每一个部位。近年来的研究发现，血管和神经系统在发育和形态发生的过程中也共享一些分子机制。其中，神经引导因子netrin-1在血管生成过程中表现出双重功能：能够促进或抑制血管生成，且其促进血管生成的分子机制尚不清楚。我们实验室前期工作发现细胞粘附分子CD146是肿瘤新生血管的标志物分子，能够促进VEGF信号，这一血管生成中最为重要的信号通路的传导，进而促进血管生成。然而，对于CD146在血管和神经系统中的具体功能及其分子机制还所知甚少。本文将研究CD146在体内血管和神经系统发育过程中所扮演的角色。
第一部分主要回答CD146在血管系统发育和血管生成过程中的功能，以及CD146与netrin-1通路的相关性。首先，我们通过体外免疫共沉淀、细胞表面吸附、体外pull-down和表面离子共振的方法，发现netrin-1和CD146之间存在特异性的直接相互作用，二者相互作用的亲和力常数为1.33nM。然后，我们在细胞实验中发现netrin-1能诱导细胞膜上CD146的二聚化，进而引起下游VEGFR2、p38和ERK的磷酸化，介导内皮细胞的增殖、迁移和成血管过程。为了证明netrin-1通过受体CD146促进血管生成，我们使用特异性的siRNA来敲低CD146的表达，或特异性的抗体来抑制netrin-CD146之间的相互作用。结果发现，netrin-1促进血管生成的功能被抑制。这一结论也在小鼠体内血管生成模型中得到了验证。更为重要的是，在斑马鱼发育模型中，我们发现敲低netrin-1或CD146的表达造成极为相似的胚胎血管发育缺陷，揭示了netrin-CD146通路对于脊椎动物血管系统发育的重要性。本研究的创新性及科学意义在于：（1）发现CD146是netrin-1在内皮细胞上的特异性受体，揭示了netrin-1促进血管生成的分子机制；（2）鉴定了netrin-1是CD146的功能性配体，拓展了CD146促进血管生成的分子机制；（3）利用斑马鱼发育模型，揭示了netrin-CD146通路在血管系统发育过程中所扮演的重要角色。
第二部分初步探索了CD146在哺乳动物神经发育中的功能。前期研究发现，CD146在鸡、大鼠和人的神经系统中表达，体外实验也表明CD146可能参与神经损伤修复过程，促进神经元突触的延伸。然而对于CD146在神经系统发育中所扮演的具体角色，还缺乏体内的实验数据支持。在本研究中，我们建立了神经系统特异性敲除CD146的小鼠模型（CD146ns-ko），通过行为学的方法，检测CD146的缺失对小鼠神经系统发育和正常行使功能的影响。实验证明，CD146的缺失影响了小鼠脑部嗅球结构的正常形成。行为学上，相对于野生型小鼠，CD146ns-ko小鼠的食物摄入量减少，进而造成其体重的减轻。更有意思的是，CD146ns-ko小鼠在自发运动和学习记忆方面都出现了缺陷。虽然缺乏具体的分子机制，但这部分工作证实了CD146对于哺乳动物神经系统的发育的重要性，为后续更深入的研究工作开辟了道路。
关键词：CD146, netrin-1, 血管生成, 血管系统发育, 神经系统发育

目录
致谢 I
摘要 II
ABSTRACTIV
目录 V I
文献综述1
1.CD146 作为 netrin 1 受体在血管发育中的功能 1
1.1血管系统 的发育 1
1.2Netrin 1 在血管发育中的功能 10
1.3CD146 与血管生成 19
2.CD146 在神经系统发育中的功能 24
2.1神经系统的结构和发育 24
2.2免疫球蛋白细胞粘附分子与神经系统 26
2.3 条件性基因敲除小鼠 30
研究内容36
第一部分CD146 作为 netrin 1 受体在血管发育中的机制研究 36
概述36
1.材料与方法 38
2.实验结果 45
3.小结与讨论 57
第二部分CD146 在神经系统中的功能研究 60
概述60
1.材料与方法 61
2.实验结果 66
3小结与讨论 74
参考文献77