小鼠主要嗅觉表皮组织内AC3缺失对相关因子及信号通路的影响

【摘要】：主要嗅觉表皮(MOE)组织能够感受和传导哺乳动物的嗅觉信号,是嗅觉信号转导的重要化学感受器官。在MOE组织中,至少有三个信号通路介导嗅觉信号的转导:环腺苷酸(c AMP)信号通路,肌醇1,4,5-三磷酸(IP3)信号通路和Hedgehog(Hh)信号通路,其中c AMP信号通路是嗅觉传导的主要通路,腺苷酸环化酶Ⅲ(AC3)为该信号通路的重要成员之一。AC3的缺失引起c AMP信号通路受损,出现嗅觉丧失,伴随着雄性攻击能力、母性关爱能力、学习与记忆能力及生殖能力下降。研究发现,MOE组织中存在腺苷酸环化酶Ⅱ(AC2),AC3,腺苷酸环化酶Ⅳ(AC4)的表达,但是,AC3缺失的情况下同工酶AC2与AC4是否在嗅觉信号的转导中发挥补偿作用?MOE组织中的AC3是一种高度的N-糖基化蛋白,β1,3-N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶Ⅱ(β3Gn T2)的表达影响AC3的活性及其在神经轴突中的定位,那么,AC3的缺失是否引起β3Gn T2表达量的改变?此外,MOE组织中存在部分嗅觉神经元使用IP3信号通路传导嗅觉信号,Hh信号通路可影响嗅觉神经元的生长和分支等,AC3的缺失是否引起IP3,Hh信号通路的改变,从而影响c AMP信号通路的信号传导?这些问题目前为止仍是未知的。为了解释上述问题,本实验所选择AC3缺失(AC3-/-)小鼠及其同窝出生的野生型(AC3+/+)小鼠的MOE组织,采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)及免疫荧光组织化学技术进行研究,得到以下结果:1.AC3-/-小鼠MOE组织中的三个AC3相关因子ac2,ac4,β3gnt2基因水平下调,且对应蛋白表达量下调,AC2,AC4,以及β3Gn T2的表达部位均没有发生改变。2.AC3-/-小鼠MOE组织中IP3信号通路的主要基因ltrp1,calm1,calm2下调,该信号通路的代表蛋白Ca M,IP3KA蛋白表达量下调,表达部位没有发生改变。3.AC3-/-小鼠MOE组织中Hh信号通路的主要基因ptch,smo,gli1,gli2基因下调,代表蛋白PTCH,SMO蛋白免疫荧光染色结果显示表达量下调。同时,PTCH蛋白的表达部位没有发生改变,SMO蛋白的表达部位发生了改变。综上所述,小鼠AC3基因的缺失导致MOE组织中AC2,AC4,β3Gn T2相关因子出现下调,表明在嗅觉信号的转导中AC2,AC4没有起到补偿作用,c AMP信号通路受损,同时IP3信号通路和Hh信号通路受损,导致AC3缺失小鼠嗅觉功能障碍。该结果为我们进一步研究AC3缺失小鼠嗅觉功能障碍提供一定的理论依据。