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人与旧大陆猴纺锤形神经元转录组研究

文献类型:学位论文

作者杨晏冬
答辩日期2019-01
文献子类博士
授予单位中国科学院大学
授予地点北京
关键词转录组测序,前扣带皮层,前脑岛,神经突,纺锤形神经元 von Economo Neuron, Transcriptome Sequencing, The Anterior Cingulate Cortex, Anterior Insula Cortex, Neurite
学位名称理学博士
英文摘要

人脑中的一种特别的双极神经元VEN在认知,自我意识,情感,方面可能有非常重要的作用。VEN数量和体积在灵长类物种与这些物种的认知程度呈高度正相关,表明VEN在灵长类认知,自我意识,情感的进化起到关键作用,是高级认知,智力,情感进化的产物。到目前为止,我们对VEN形态和功能的内在生物学机制依然知之甚少。为了加速VEN的功能研究,我们通过转录组测序提供了一个VEN的转录组表达数据,为后续的VEN功能机制研究创造条件。为了能够充分地探究VEN形态和功能的内在分子机制,探索VEN的演化,我们通过激光显微切割技术收集了人前扣带皮层BA24区第五层VEN,第三层锥体神经元,第五层锥体神经元和前扣带皮层BA32区第五层锥体神经元,以及猕猴和食蟹猴前脑岛第五层VEN,第五层锥体神经元,第三层锥体神经元进行转录组测序和分析。通过比较人四种神经元类型,我们识别了215个人VEN特异高表达基因,129个人VEN特异低表达基因。这些基因的功能主要与胞体,树突形态,髓鞘形成,中间纤维组织等有关,通过蛋白质互作网络分析,我们识别了参与食物摄取,焦虑,压力,痛觉与节律,神经突发生,髓鞘和神经纤维形成的基因,如NPY,HPCA,HPCAL1,RALGDS,NEFH,MBP和PLP1等。我们通过原位杂交、免疫组化和免疫荧光证实VAT1L, LYPD1,SULF2和CHST8在VEN中特异高表达,可以作为VEN markers。NEFH和VGLUT1在VEN中高表达,说明VEN是兴奋性投射神经元。我们也分别识别了食蟹猴和猕猴VEN特异高表达基因。食蟹猴VEN特异高表达基因在细胞命运决定,智力,神经突生长和抑制,行为等发面有重要作用。猕猴特异高表达基因参与了一些神经退行性疾病和认知疾病的发生,如阿尔兹海默症,脊髓小脑共济失调,智力缺陷,自闭症,癫痫等。通过分析人,猕猴和食蟹猴同源基因系统发生树发现,VEN按照物种聚类,表明种间差异要大于神经元类型差异。通过网络分析发现,60%以上的三个物种共享的VEN高表达同源基因有蛋白质相互作用,整个网络中80%以上的基因来自三个物种共享的VEN高表达同源基因,这些基因在转录及转录后修饰,翻译及翻译后修饰,囊泡运输,细胞骨架等层面调控VEN形态发生和功能形成,反映了人,猕猴和食蟹猴VEN最基本的分子属性和共有特征。总结来说,我们通过转录组数据全面系统地展现了人,猕猴和食蟹猴VEN的表达图景,识别了一些决定VEN形态和功能的基因,找到了人VEN特异markers,阐释了人,食蟹猴和猕猴VEN的系统发生关系,鉴定了与VEN基本属性有关的基因。

语种中文
源URL[http://ir.kiz.ac.cn:8080/handle/152453/12646]  
专题昆明动物研究所_昆明动物研究所
昆明动物研究所_遗传资源与进化国家重点实验室
昆明动物研究所_比较基因组学
推荐引用方式
GB/T 7714
杨晏冬. 人与旧大陆猴纺锤形神经元转录组研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2019.

入库方式: OAI收割

来源:昆明动物研究所

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