文摘
研究利用基因和药理操纵在啮齿动物模型和神经文化中揭示了无数脑源性神经营养因子(BDNF)的角色。目前,这种知识的BDNF函数被翻译成改进策略几个衰弱神经障碍的脑源性神经营养因子异常发挥突出的作用。普遍BDNF-related障碍是不规则的走私和释放成熟脑源性神经营养因子(mBDNF)和/或其prodomain前任proBDNF。因此,调查所需的条件适当的贩运和释放脑源性神经营养因子是一个重要的一步理解这些神经障碍和潜在的改善。本文提供的示例障碍与脑源性神经营养因子的释放和作为评审的技术被用来研究BDNF的走私和释放。
1。介绍
分子、电气和结构特性的神经元都监管部分表达了最广泛的生成在哺乳动物中枢神经系统(CNS),脑源性神经营养因子(BDNF)。成熟的BDNF (mBDNF)酪氨酸激酶受体结合能力高,TrkB,脑源性神经营养因子的镇定效果是由于细胞内级联BDNF-TrkB所产生的信号。BDNF的prodomain前任,proBDNF也分泌,但优先p75NTR pan-neurotrophin受体结合,引发细胞内的级联有非常不同的影响比BDNF-TrkB引起的信号(1,2]。
脑源性神经营养因子对神经系统发育proBDNF发挥重要作用,可塑性,分化和生存(见[3,4评论])。如此广泛的功能,有一个相当大的BDNF故障可能性。在阿尔茨海默氏症患者中,脑源性神经营养因子mRNA在核的基底前脑减少50%,胆碱能神经元的起源,刺激大脑皮层和海马,和一个地区与认知相关的恶化在阿尔茨海默氏症(5]。神经元生存妥协在亨廷顿氏舞蹈症的减毒TrkB-Shc信号通路(6]。因此,许多神经系统疾病与脑源性神经营养因子有关,与异常发生的转录脑源性神经营养因子基因的受体介导信号级联。
脑源性神经营养因子的转录和信号之间的是同样重要的交易和释放它。BDNF在pro -和/或成熟的形式打包trans-Golgi网络(TGN),会看到两种可能的命运:存储在猴颗粒释放通过activity-regulated分泌通路,或更小的BDNF囊泡可以芽从TGN通过本构发布途径(综述[7])。基因敲除小鼠(KO)的羧肽酶E, TGN跨膜受体,指导proBDNF分泌通路,树突棘形态学表现出各种各样的问题,伴随着行为与学习和记忆相关的并发症(8]。最近的一项研究发现不同的胞内级联模式,产生大量可见脊柱形态的差异,造成急性或渐进的外源性脑源性神经营养因子的应用程序,即使最后BDNF浓度保持不变(9]。这些结果说明BDNF浓度不仅是重要的神经功能,但BDNF的方式是释放持续(类似于渐进和长期应用程序)或以一种依赖性活动的方式(类似于快速和急性应用程序)。
在最近几年,BDNF贩运和释放,知识和技术用于研究,已显著改善(10- - - - - -13]。这些进步,研究现在可以从调查正常脑源性神经营养因子的动态转向异常脑源性神经营养因子的研究动态,因为他们适合特定的疾病。然而,只有一些这样的调查已经进行了(14- - - - - -16]。本文三个工具目前用于研究BDNF贩运和/或释放进行了综述:BDNF ELISA, BDNF与增强型绿色荧光蛋白标记的水母Aequorea victoria(BDNF-eGFP)和BDNF-pHluorin,标记pHluorin superecliptic变体,eGFP的pH-sensitive突变体(见表1)。将转向讨论这些方法的价值研究BDNF的角色在接下来的神经障碍:(i) Val66met,亚临床条件定义为一种常见的单核苷酸多态性(SNP) pro地区脑源性神经营养因子的镇定。它与记忆相关的并发症和减少海马和皮质体积17];(2)神经发育障碍,如Rett综合症和脆性X综合征;(3)亨廷顿氏舞蹈症,一种遗传性神经退行性疾病。
2。BDNF ELISA
酶联免疫吸附试验(ELISA)包括连接蛋白特异性抗体酶(如辣根过氧化物酶),然后过程常见的共轭基质产生吸光度的阅读量成正比的抗体绑定到抗原被研究。使用已知浓度的抗原是由标准曲线的吸光度可以用来确定未知抗原的浓度。ELISA的三明治变异是最常用来研究BDNF水平。最近,一个产品的设计专门通过ELISA检测proBDNF (Adipobioscience),但这些似乎没有被广泛使用;大多数研究使用标准BDNF ELISA,无法区分mBDNF和proBDNF。
BDNF ELISA之前,脑源性神经营养因子mRNA水平作为最常见的测量细胞BDNF的内容。利用rt - pcr或很明显原位杂交技术,BDNF记录增加一种依赖性活动的方式(18),但产生的BDNF蛋白的量不能量化,因为非常小的内生浓度(19]。第一个实验使用BDNF ELISA明确显示脑源性神经营养因子mRNA和蛋白水平之间的差异;有很多时间和空间差异在信使rna和蛋白质的动态,提出参与转译后的机制,脑源性神经营养因子mRNA呈现一个不完整的测量存在的脑源性神经营养因子(19]。现在commerciallyavailable工具包的BDNF ELISA (Promega BDNF Emax免疫测定系统)已成为一个主要的研究比较实验组和BDNF水平在不同的大脑区域(20.]。此外,一个名为BDNF ELISA的变体原位已被证明是更准确检测释放内源性BDNF在初级神经文化,从而能够检测到细胞外BDNF的分钟变化发生在电刺激(13]。
与BDNF ELISA,时间和空间信息不能attained-only BDNF的数量现在或在可以确定一个示例在漫长的时间跨度(21]。使用ELISA遗传操纵的主要优势是没有必要的;血清BDNF水平反映大脑BDNF水平(22),很容易以人体使用BDNF-ELISA [23];内源性BDNF释放和/或水平可以检测的灵敏度1 - 3 pg / mL [19,24];可以测量和BDNF在不破坏组织被studied-perfused液体可以测量的BDNF内容(13,25]。最后这两个点是特别重要的,因为它们提供BDNF ELISA胜过西方免疫印迹。然而,西方的免疫印迹可以更具体的比ELISA区分BDNF和proBDNF26),在阐明脑源性神经营养因子信号的级联效应(9]。
3所示。BDNF-eGFP
几种类型的哺乳动物蛋白质与野生型标记的水母的绿色荧光蛋白(GFP)Aequorea victoria,考虑到融合蛋白的亚细胞定位是完好无损,这些标记蛋白质允许交易机制的研究(综述[27])。第一个BDNF-eGFP融合蛋白是由老鼠preproBDNF基因插入巨细胞病毒promoter-driven向量表达eGFP使用DNA重组(28]。BDNF-eGFP somatodendritic间隔的主要定位匹配之前采用的发现,表明BDNF-eGFP是贩卖相同内源性BDNF蛋白(28]。重要的是,合成和转译后的处理BDNF-GFP也报道内源性BDNF(很大程度上是一样的11,28]。然而,最近的一项研究表明,proBDNF-eGFP / mBDNF-eGFP的比率高于内生proBDNF / mBDNF比率(29日]。
BDNF-eGFP提供图像脑源性神经营养因子的动态活动的能力,使发现BDNF旅行trans-synaptically依赖性活动的方式,提供大力支持,脑源性神经营养因子是参与突触可塑性11]。顺行运输和释放从轴突码头11),自分泌和旁分泌树突BDNF释放12),需要back-propagating树突版本中动作电位(30.)在其他重要的发现只有可能延时BDNF-eGFP成像在神经元生存。然而,高于内源性BDNF表达水平是迄今为止的必要帮助BDNF-eGFP的可视化28,31日]。
荧光标记提供的一个独特的优势是能够观察BDNF贩卖,包括包装、运输、脑源性神经营养因子的镇定和本地化。与走私异常与阿尔茨海默病(32],亨廷顿氏舞蹈症[33),和其他(了34),与时间和空间分辨率图像脑源性神经营养因子的能力是至关重要的。问题BDNF-eGFP包括脑源性神经营养因子的过度表达,无法区分mBDNF proBDNF,转染往往是低效的和/或严厉的,有一个要求在体外准备。
图1显示了一个示例海马神经元的主要文化与BDNF-eGFP转染后,后续immunolabeling SGA2,分泌颗粒的标记。这张图片显示,BDNF-eGFP贩卖到SGA2-positive分泌颗粒,加工同样是内源性BDNF的证据。我们目前正在使用这种方法的成像方法BDNF贩卖神经元获得Mecp2有缺陷的老鼠,Rett综合症的模型(见下文)。
有几种方法引入BDNF-eGFP构造,包括liposome-based试剂(如Lipofectamine)和病毒转导。病毒转导可能提供了一个温和的细胞中诱导BDNF-eGFP的表达方法。伊根的具有里程碑意义的研究等。35]转导BDNF-eGFP使用辛德毕斯病毒质粒到海马文化在他们发现val-BDNF贩卖不同met-BDNF(下面所讨论的,35])。几项研究已经使用辛德毕斯virus-mediated转导调查走私和释放变体BDNF (36]。一个小鼠模型已经发达的人类脑源性神经营养因子(hBDNF)基因与c端eGFP基因整合到小鼠基因组(37]。hBDNF-eGFP基因,特别是其外显子我和IV,调节神经活动,概括野生型鼠BDNF的行为(38]。然而,这鼠标线hBDNF-eGFP表示除了内生未加标签的BDNF,导致脑源性神经营养因子过度带来未知的后果(38]。一敲入小鼠模型中内源性BDNF被eGFP-tagged BDNF是一种规避BDNF在BDNF-eGFP超表达是普遍的问题研究。因为难以置信的啮齿动物BDNF基因的复杂性,一个BDNF-eGFP敲入小鼠一直难以生成。然而,敲入小鼠生成取代野生型BDNF的val66met BDNF多态性(39]。因此,敲入BDNF-eGFP鼠标是可信的和在脑源性神经营养因子的研究是一个重要的进步,因为它甚至可以打开生活的可能性在活的有机体内成像的BDNF至少在大脑和小脑皮质,这可多光子激发显微镜通过头骨变薄或颅窗。
4所示。BDNF-pHluorin
因为水泡质子atp酶的分泌颗粒的内腔(包括neurotransmitter-containing泡)通常是在pH ~ 5.5,这意味着一种蛋白质与pH敏感性在这个范围内可以作为光学指标的水泡。基因突变的关键氨基酸的发色团周围野生型eGFP-generated pHluorin,荧光强度高的突变变量pH值在5.5 - -7.4范围(83年),利用荧光的自然变化发生在四个不同的质子化作用的绿色荧光蛋白发色团(84年]。Synaptobrevin,膜蛋白参与水泡释放,是标记与pHluorin腔的部分83年]。因为pHluorin荧光增加暴露在细胞外环境,很明显在何时何地synaptobrevin-containing囊泡融合(83年),说明如何标记蛋白质pHluorin标准eGFP标签不能提供信息。然而,当pHluorin-containing囊泡是淬火,他们几乎不发出荧光,这意味着pHluorin不能用于监控泡贩卖。另外一个问题就是,如果pHluorin-tagged蛋白质扩散的囊泡(即。,cargoes like BDNF), there is a net fluorescence decrease because the local concentration of pHluorin molecules decreases sharply when vesicle fusion is sustained [10,85年]。BDNF-eGFP相似,实验对BDNF-pHluorin包括超表达BDNF和潜在的转染方法;到目前为止,病毒转导尚未用于BDNF-pHluorin。
BDNF-pHluorin最初是用于发现synaptotagmin-4 (syt4)调节胞外分泌的BDNF分泌囊泡(85年]。这种嵌合蛋白也用来描述BDNF释放在不同类型的刺激;θ破裂刺激(TBS)和其他LTP-inducing刺激BDNF释放的最高金额(10]。这两篇论文占发表BDNF-pHluorin研究的整个身体。两项研究表明,BDNF-pHluorin荧光增加瞬变后神经元去极化,但只有在轴突puncta意味着BDNF囊泡融合收益虽然几个不断融合的过程,其次是re-acidification和requenching BDNF-pHluorin,也就是说,kiss-and-run(图2)。另一方面,强度BDNF-pHluorin puncta在树突总是显示净减少去极化刺激后,显示完整的膜泡融合和BDNF放电(图2)。然而,荧光增加初始融合事件可以发现在轴突和树突puncta利用全内反射荧光TIRF显微镜和图像采集速度快(10),使检测的许多类型的单泡融合事件。因此,这些研究说明BDNF-pHluorin非常有用在决定水泡脑源性神经营养因子的释放动力学。这将是极大的兴趣调查如果BDNF水泡释放动力学改变在BDNF-related障碍,但没有这样的研究一直在进行。
数据3和4显示未发表的工作从我们实验室使用实验室的粪便BDNF-pHluorin质粒10];同样的结果与BDNF-pHluorin查普曼实验室的质粒85年]。BDNF-pHluorin在培养海马神经元pH敏感,证明了其淬火切换时从包含50毫米人工脑脊液(ACSF)氯化铵(NH)4Cl)控制ACSF(图3)。确认神经细胞转染的可行性与BDNF-pHluorin及其响应性细胞外磁场刺激,Ca2 +执行成像与荧光染料fura-2AM神经元标记。在刺激与1 sec-20赫兹在20 V由Pt电线,Ca2 +在几个树突(图是暂时性的增加4)。使用相同的刺激强度,但长期来看,树突BDNF-pHluorin puncta显示活动依赖性使脱色一致充分融合和BDNF出院分泌颗粒(图5)。目前的研究在我们的实验室使用BDNF-pHluorin研究活动依赖性BDNF在神经元释放Rett综合症的小鼠模型。
到目前为止,所有的研究BDNF释放细胞内钙的需求达成一致2 +海拔,不同刺激频率的不同影响脑源性神经营养因子的释放,TBS和其他LTP-inducing协议诱发脑源性神经营养因子分泌的最大数量(10,12,13,21]。本文中描述的方法都可以提供措施BDNF-receptor信号的影响。标准的西方免疫印迹,新开发的免疫荧光检测,不需要组织均匀化(27]可以专门检测定性和定量分子反应脑源性神经营养因子,补充的方法了。
5。应用程序Neurogenetic障碍
5.1。Val66Met BDNF多态性
估计全世界有30 - 50%的人是纯合或杂合的单核苷酸多态性(SNP),只有在人类被观察到脑源性神经营养因子基因(40]。SNP,缬氨酸改为蛋氨酸在第66残渣proBDNF pro的地区。这种突变没有影响成熟的BDNF表达或信号,但排序不当met-BDNF-GFP trans-Golgi网络为分泌囊泡囊泡在树突箱内的数量显著下降,留下许多met-BDNF-GFP细胞核周围的地区,而不是在突触地区(35,41]。使用BDNF ELISA慢性氯化钾去极化,很明显,活动依赖性释放met-BDNF少得多,但本构释放val-BDNF和met-BDNF几乎相同35]。Coimmunoprecipitation表明蛋白质sortilin结合pro的BDNF和指导从trans-Golgi网络监管的分泌途径;协会与sortilin强在met-BDNF val-BDNF比,解释了贩卖缺陷观察与met-BDNF [14]。
行为和功能磁共振成像研究的后果Val66Met BDNF多态性是第一个把人类行为和大脑形态学与BDNF行动40]。主题为met-BDNF得分显著降低杂合的情景记忆任务,但不是一个事实回忆任务(35]。这些结果强调监管的BDNF在内存中释放的重要性,尤其是在海马体,BDNF mRNA表达最高(42),它可以促进新生神经元的存活和分化43]。额外的影响脑源性神经营养因子多态性被认为在功能磁共振成像研究中,这表明海马中异常激活模式记忆任务(35),海马和背外侧前额叶皮层卷~ met-BDNF运营商[少10%17]。
这些行为和成像研究的结果说明了一系列宏观效应,可以预测的研究分子活动:少整体BDNF发布(35),一些证据表明乳沟met-proBDNF进入成熟BDNF受损val-proBDNF相比,这意味着LTP和树突分枝将进一步受损,因为减少TrkB激活。colocalization研究使用BDNF-YFP(黄色荧光蛋白),最近表明sortilin之间的关联和proBDNF TGN促进乳沟的proBDNF蛋白酶furin [44]。因为met-proBDNF结合少强烈比val-proBDNF sortilin,是高度可信的乳沟met-proBDNF效率不及val-proBDNF的乳沟。此外,proBDNF-GFP显示是copackaged依赖性活动的后角颗粒分泌途径与组织纤溶酶原激活物(tPA)和plasminogen-two蛋白质相互作用使血纤维蛋白溶酶(45,46]。这意味着met-proBDNF不再是与与它的主要细胞外蛋白酶分泌颗粒,以便proBDNF可以支配mBDNF在细胞外空间。最近的证据证实这种想法)细胞外的比率mBDNF: proBDNF大幅度增加的去极化的条件下(29日];没有合适的依赖性活动发布,这个比例可能减少,和更少的mBDNF-TrkB信号可能有助于解释记忆和海马体积的赤字Met-BDNF运营商。后者研究演示了如何有用的方法除了BDNF-eGFP荧光显微镜:anti-GFP抗体被用来拉下BDNF-eGFP proBDNF-eGFP手机媒体,然后西方墨点法量化相对大量的BDNF-eGFP和proBDNF-eGFP表明mBDNF是高频刺激后释放的优势种29日]。细胞外mBDNF: proBDNF比例尚未直接在Val66Met学习。这将是一个重要方面的障碍研究中,考虑到细胞外的乳沟proBDNF LTP是至关重要的,和proBDNF优先结合我受体pro-apoptotic瀑布(45,47]。
5.2。神经发育障碍与智障人士有关
有一个研究之间的联系的障碍活动依赖性突触和神经发育障碍的细化Rett综合症(RTT),一种使人衰弱的疾病,影响~ 1:全球15000女性(了34])。Rett综合症首先体现在出生后6 - 18个月,常见的症状是呼吸困难,恶化了电机、语言和社会技能(48]。起源的障碍已经证实突变产生损失函数MECP2,X染色体上的基因编码的蛋白质MeCP2转录监管机构。MeCP2结合甲基化CpG岛和附近的一个/ T-rich网站可以招募转录抑制因子和/或激活的蛋白质可以修改染色质(综述[49])。有趣的是,许多基因受MeCP2之一是脑源性神经营养因子基因。脑源性神经营养因子信使rna含量较低的大脑解剖样本RTT个人(50)和BDNF蛋白水平降低Mecp2有缺陷的小鼠模型,更严重的脑源性神经营养因子的减少相关症状更严重的RTT-like (51]。脑源性神经营养因子的机制MeCP2控制一直争论不休,但最近的证据表明,MeCP2行为抑制转录的多个小分子核糖核酸绑定到3′UTR区BDNF mRNA及随后降低BDNF蛋白水平,以ELISA (52]。这一发现或许可以解释如何MeCP2损失函数导致受损的BDNF的表达。
脑源性神经营养因子的影响在RTT普遍。尸体解剖显示,在海马体(53和大脑皮层54RTT的病人,在树突增长和脊柱密度明显减少(但[55])。这可能是解释microtubule-associated的表达和磷酸化蛋白2 (54),流程都是调制的脑源性神经营养因子(56]。增加脑源性神经营养因子的表达,以西方的屁股(57],BDNF-GFP [31日),或ELISA酶标法(58),导致突触功能的改进,树突长度和呼吸功能Rett综合症小鼠模型。RTT Val66Met BDNF多态性显示患者更严重的症状,癫痫发作的风险增加,这表明BDNF贩卖在RTT和分泌改变,不仅BDNF表达水平(59]。这个想法与ELISA收益凭证原位证据表明活动依赖性BDNF释放的总量等于野生型的水平Mecp2——/ y小鼠模型,即使BDNF表达野生型水平和本构不到一半分泌水平低于野生型(16]。因此,一个更大的容易可发布池(RRP) RTT BDNF的建议,但BDNF ELISA不能证实了这一点;BDNF-eGFP应该用于跟进这个调查,因为它可以揭示脑源性神经营养因子的相对量神经突囊泡,本地化的,因此可以帮助发现中BDNF的囊泡RTT RRP的改变。
树突棘形态是由活动依赖性BDNF释放和合成60]。脊椎异常形态一直与遗传神经发育障碍有关,特别是RTT和脆性X综合征(FXS) [61年,62年]。后期RTT病人的研究显示,海马树突棘密度降低,更大比例的薄/成熟比野生型刺海马(63年]。帮助在未来的调查中,诱导多能干细胞(万能)最近被来自RTT患者成纤维细胞并分化成神经元重现许多神经元在RTT病人的特点,即减少脊柱密度(63年]。成熟的神经元和神经前体细胞增殖的生成过程中,打开了令人兴奋的可能性保持细胞系,概括RTT表型(63年]。万能干细胞来自患者患有neurogenetic障碍在神经科学研究打开一个激动人心的新途径,而到目前为止已经很少使用在神经病理学研究脑源性神经营养因子的参与。
在脆性X综合征,一个患有孤独症谱系障碍继承与智力障碍影响1:4000男性和一半的女性,突变FMR1基因导致功能缺乏脆性X智力迟钝的蛋白质(FMRP),一种蛋白质,减少翻译招聘4 e-bp蛋白mrna的5′末端(64年,65年]。重要的是,FMRP也可以通过运输工作增加翻译mRNA,如Rab3a和脑源性神经营养因子mRNA探明(65年,66年]。事实上,Rab3a蛋白质的水平,这是很重要的在依赖性活动密集的核心泡pre-synaptic终端对接和融合,显著降低了在组织Fmr1基因敲除小鼠,造成不正常的释放神经肽囊泡(65年]。这一发现可能提供一个解释为什么海马神经元Fmr1基因敲除小鼠应用程序显示可以恢复受损的LTP的重组BDNF,即使proBDNF和mBDNF水平与野生型之间没有显著不同Fmr1基因敲除小鼠(67年),海马脑源性神经营养因子实际上是增加的Fmr1基因敲除小鼠在另一项研究中,以BDNF ELISA (66年]。考虑到BDNF水平不是FMRP的负面影响的损失函数,但致密核心小泡对接的影响,很可能影响FXS BDNF泡对接和融合,导致观察到的赤字在LTP和学习68年]。此外,一项研究BDNF贩卖FXS症状有关,显示增加FXS-afflicted癫痫倾向人的排序不当met-BDNF等位基因(69年]。未来的研究利用BDNF-eGFP或BDNF-pHluorin神经元从FXS模型可以阐明BDNF的方式走私和FXS囊泡融合的影响,提供的线索为什么LTP和树突棘成熟在FXS受损。
也有证据表明,BDNF是FMRP的上游活动:BDNF,但不是neurotrophin-3应用程序和超表达TrkB略有减少的表达Fmr1基因,暗示BDNF-TrkB FMRP的消极监管水平的信号(70年];BDNF还导致离解FMRP平移镇压复杂,允许翻译具体发生在树突隔间(64年]。异常的脑源性神经营养因子和FMRP之间的通信的影响,预计发生在FXS尚未广泛研究(见[66年]),值得进一步调查。
5.3。亨廷顿氏舞蹈症
与到目前为止讨论的神经病理学,亨廷顿氏病(HD)是一种神经退行性疾病症状通常出现在中年(71年]。最典型的症状是与运动机能丧失的基底神经节变性,但往往在运动症状变得明显之前在语言学习和工作记忆认知缺陷,任务与海马和前额叶区域(72年]。高清是一种罕见的遗传疾病,影响5 - 10 100000年白种人,报告病例在日本人口较少73年]。高清与36或更大的CAG重复杭丁顿蛋白基因,产生一个不正常的杭丁顿蛋白(计画),一个扩展的谷氨酰胺,CAG重复编码。疾病的严重程度与CAG重复的数量成正比,受到多麸醯胺酸的尾巴使self-association计突变体的计画会导致聚合(73年]。与阿尔茨海默氏症,这些突变计总量没有内在的毒性,但泡贩运和内吞作用的回收计画在突变严重受损,最终导致树突棘变性和细胞死亡([74年,75年),但看到76年])。
BDNF-eGFP囊泡与野生型和突变体的计画,但只显示野生型计画增加突触BDNF传输的速度和效率。这种效应出现特定的BDNF囊泡,线粒体运输是不受影响的33]。htt-mediated BDNF的轴突运输需要Huntington-associated蛋白1 (HAP1);HAP1 associates BDNF-eGFP的职业领域,这个协会是减少与突变的计画和met-BDNF [15与sortilin[],可能是因为受损的络合44]。这一发现表明受损依赖性活动发布和轴突运输,但正常的本构释放,在高清的不当proBDNF-HAP1-htt交互。这一发现的重要性是明显的,当考虑到纹状体,该地区由神经退化在高清,包含非常低水平的脑源性神经营养因子mRNA (77年),但仍然需要BDNF蛋白的纹状体抑制性神经元的存活小鼠HD模型(20.,78年]。这意味着BDNF的纹状体需要顺行性层次的运输,以避免纹状体变性(77年- - - - - -79年]。因此,根据BDNF-GFP透露,脑源性神经营养因子的异常顺行交易计画和HAP1在高清纹状体神经元变性的重要组成部分。
转录的脑源性神经营养因子基因在高清也受到影响。野生型计画中,BDNF ELISA表现出更高水平的BDNF,相反的作用被认为与突变的计画。这是一个野生型计画的结果发布的转录阻遏休息/ NRSF 23 bp DNA序列称为RE1 / NRSE发现在一个特定的脑源性神经营养因子外显子。突变体计画无法的去抑制转录脑源性神经营养因子基因,解释了BDNF水平在高清的大脑(了80年])。其他研究证实这些数据,发现皮层BDNF水平mRNA消极与高清在小鼠模型的发展81年),过度的前脑BDNF导致纹状体BDNF水平上升,并显著减少高清表型小鼠模型(26]。高清由BDNF的很多方面,有明显的药理应用潜力:upregulation BDNF的activity-inducing ampakine恢复在海马突触可塑性和记忆高清小鼠模型的稳定肌动蛋白聚合在树突棘,严重受损的过程在高清82年]。BDNF-GFP贩卖研究和BDNF ELISA对蛋白质含量的研究证明无价的到目前为止在高清阐明脑源性神经营养因子的作用。然而,BDNF的量子版本高清尚未可视化,应用程序非常适合BDNF-pHluorin。
6。结论
BDNF神经肽和多样的功能,调节神经功能在早期大脑发育和整个的生活。其胞内运输和依赖性活动的动态监管释放是复杂的,目前正在开发的要求复杂的方法。开始,方法研究BDNF运输和释放必须正确动态为了遵循其行为在活细胞中。由于BDNF-GFP和BDNF-pHluorin的发展,我们开始理解BDNF的方式有助于神经功能在健康和疾病。疗法目前正在开发,有助于BDNF异常恢复正常,从而减缓疾病的进展如亨廷顿氏舞蹈症和Rett综合症。未来的研究可以使用本文中讨论的工具来测试的有效性试验化合物BDNF运输和释放,使用恢复适当的BDNF动力学作为临床前端点。希望这些研究将产生新的治疗方法的广泛的neurogenetic障碍与脑源性神经营养因子功能障碍有关。
确认
诚挚的感谢神经生物学的暑期项目(SPIN)在伯明翰阿拉巴马大学的。Drs。浦慕明(美国加州)和埃德•查普曼(威斯康辛大学麦迪逊分校)提供BDNF-pHluorin质粒,我们希望可以为那些生活有用的可以提高BDNF生物学基础研究。