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孤独症(autism)，又称自闭症或孤独性障碍(autistic disorder)，是儿童精神发育障碍的代表性疾病之一。孤独症患者主要表现为社交障碍和独立生活能力的丧失，造成极重的家庭和社会负担。近年来，孤独症的发病率持续上升，受关注程度日益增高，但孤独症确切的发病机制至今仍不清楚。孤独症呈现明显的遗传倾向，同时，得益于现代测序技术的飞速进步，近年来寻找孤独症关联基因成为研究该疾病机制的热点。随着越来越多新的相关基因得到鉴定，产生了一些新的病因假说，比较突出的有基因网络假说，可以较好地解释为什么功能多样的基因突变会造成临床上相对一致的孤独症表型。对孤独症患者的脑尸检样本深度序列分析则表明基因转录的异常可能是孤独症潜在发病机制之一。 neuroligin/neurexin(nl/nrx)，其编码一对异源性突触粘附分子，是研究最多的孤独症易感基因之一，它们主要在神经发育过程中的突触分化和突触可塑性等过程发挥作用，并且它们的点突变或者拷贝数变异与孤独症的发生有着紧密的关系，但不清楚其中的分子机制。最近的研究表明，Neuroligin在细胞膜上受到蛋白酶的切割，虽然目前并不清楚这种切割的生物学意义，但由此产生的胞内片段有可能进入细胞核并直接调控基因表达。本文正是基于“Neuroligin直接具有转录调控功能”这一假说开展研究。我们以果蝇为模式生物，并以neuroligin/neurexin为例阐述孤独症关联基因对转录调控的影响，从而为孤独症发生的分子机制提供新的线索。 以下是本论文中的主要结果: 1.果蝇neuroligin/ neurexin对全基因组表达的影响。 首先我们分别选取野生型果蝇(w1118)和突变体果蝇(nl2;nrx及nl2;nl3，nrx)的头部进行表达谱基因芯片(microarray)分析。其数据显示，与野生型相比，双突变和三突变的样本中数以百计的基因表达上调或者下调。我们将这些差异表达的基因通过三种生物学GO基因功能聚类分析，发现其中包括神经发育相关基因（CG42256、mars、skpE、unc-13-4A、RpL28等），信号通路相关基因(cbl、Cdc20、Takll等)和转录因子等。 2.果蝇neuroligin3基因突变足以改变代谢网络相关基因的表达。 接着，我们分别选取野生型果蝇(w1118)和突变体果蝇（nl3及nl3，nrx）的头部进行RNA-Seq分析。其实验数据再次证实了上述观点，且发现neuroligin3的突变也可以改变一系列基因的表达异常，主要集中于氨基酸及药物代谢通路。ne uroligin3突变所导致的异常表达基因中表达下调占主要部分，提示neuroligin3可能主要起着转录激活的作用。 3.果蝇Neuroligin3胞内片段入核并实现转录激活的证据。 为了探究果蝇Neuroligin3是如何调控其他基因的表达，我们构建了含有Neuroligin3与转录激活因子GVP16的重组质粒。将其与pUAST-EGFP质粒共同转染至果蝇及哺乳动物细胞，结果显示了Nl3-GVP16可以激活EGFP的表达。免疫染色实验证实了该膜蛋白的细胞内结构域被蛋白酶切割产生的Nl3-ICD定位于细胞核内，暗示了果蝇Neuroligin3胞内片段可以入核并实现转录激活功能。 综上所述，我们的研究工作发现了编码突触粘附分子蛋白的基因neuroligin/neurexin的突变可以引起一系列神经发育、信号转导、转录因子等相关基因的表达异常;neuroligin3突变同样可以引起上述变化，并且其影响通路相对集中;这种改变可能是通过突触粘附分子存在的蛋白酶剪切机制来实现的，即Neuroligin3蛋白的胞内片段可以进入细胞核内，直接调控基因的表达。总之，我们的发现为突触粘附分子与孤独症的发生机制注入了新的见解。