DREBRIN E

Drebrins 是肌节蛋白结合蛋白,在神经元生长过程中受到发育调节,并有助于树突棘的形成(Shim 和 Lubec,2002 年)。

▼ 克隆与表达

白尾等人(1992)克隆了大鼠 drebrin A 基因。

户田等人(1993)通过筛选从胎儿人脑构建的 cDNA 文库,孤立了人 drebrin E 的全长 cDNA 克隆。除了内部的 138 个核苷酸序列外,推导出的 649 个氨基酸的蛋白质与大鼠 drebrin A 具有 88% 的同源性。有 3 种 drebrin 亚型:2 种胚胎类型,E1 和 E2,以及一种成体类型,A,它们是由鸡脑中单个 drebrin 基因的选择性 RNA 剪接产生的。

金等人(2002)克隆并表征了小鼠 drebrin A 的截短形式,称为 s-drebrin A,它是通过 Dbn1 基因的选择性剪接产生的。s-drebrin A 的表达是大脑特异性的,并且在大脑成熟过程中与 drebrin A 的表达同时增加。

▼ 基因功能

白尾等人(1992)发现大鼠 drebrin A 在成纤维细胞中的瞬时表达诱导了这些非神经元细胞中高度分支的神经突样细胞过程的形成。研究结果表明 drebrin A 在神经突生长中的作用。

Hayashi 和 Shirao(1999)发现 drebrin 与培养的大鼠大脑皮层神经元树突棘上的肌节蛋白丝共定位。drebrin 在这些细胞中的过度表达导致了 drebrin 在刺中的积累和更长的突触后刺的形成。

金等人(2002)证明 s-drebrin A 在小鼠成纤维细胞中的过度表达表明该蛋白质与肌节蛋白丝和肌节蛋白细胞骨架组织的变化有关。金等人(2002)建议 s-drebrin A 在脊柱形态发生中起作用。

在阿尔茨海默病中的作用

Drebrin 位于成人大脑的突触后末端,被认为在突触可塑性中起作用。Harigaya 等人(1996)发现与对照组相比,阿尔茨海默病患者(AD; 104300 )海马中的 drebrin A 和 drebrin E 均显着降低。突触前蛋白标记物没有显着差异。作者得出结论,drebrin 的突触后减少可能是 AD 中突触损伤的敏感标志。哈坦帕等人(1999)发现正常衰老个体的大脑皮层中的 drebrin 水平降低。阿尔茨海默病与 drebrin 水平额外降低 81% 相关。研究结果表明,可塑性受到干扰可能会导致衰老和 AD 的认知功能障碍。

Shim 和 Lubec(2002)检查了 8 名唐氏综合症患者(DS; 190685 )、9 名 AD 患者和 9 名对照者大脑中的 drebrin 分布。与对照组相比,DS 和 AD 患者的颞叶和额叶皮层中的 Drebrin(125 kD) 表达显着降低。Shim 和 Lubec(2002)表明 DS 和 AD 中 drebrin 的减少可能代表脊柱可塑性的丧失和树突分支受损,这可能是认知功能障碍的基础。

▼ 测绘

通过使用流式分选的人类染色体的斑点杂交,Toda 等人(1993)确定人类 drebrin 基因位于 5 号染色体上。通过种间回交分析,Jin 等人(2002)将小鼠 Dbn1 基因定位到 13 号染色体。

▼ 动物模型

在淀粉样前体蛋白(APP; 104760 )突变的 AD 转基因小鼠模型中,Calon 等人(2004)发现与对照组相比,突触后脑血管蛋白的年龄相关性显着降低(22 个月大时降低 62%)。在转基因小鼠中,饮食中二十二碳六烯酸(DHA)(一种 omega-3 多不饱和脂肪酸)的消耗导致 drebrin 水平的进一步降低和半胱天冬酶裂解的肌节蛋白('fractin')水平的增加,这是一种树突棘损伤。进一步的研究表明,DHA 限制导致 p85-α 亚基减少 95%(PIK3R1; 171833) 小鼠大脑皮层中的磷脂酰肌醇 3-激酶(PI3-激酶)。用 DHA 处理可以防止这些变化。由于 DHA 是 PI3-激酶的正调节剂(Akbar 和 Kim,2002 年),可防止 半胱天冬酶 激活,因此 DHA 可以间接减少由 半胱天冬酶 诱导的树突棘损伤。研究结果表明,AD 的遗传和环境(饮食)风险因素可以协同作用以减少对认知至关重要的突触蛋白。