NRSF/REST基因的遗传工程小鼠模型建立及功能研究

• 作 者: 蔡蕾
• 机 构: 中国科学院上海生命科学研究院
• 出 处: 中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所 中国科学院上海生命科学研究院
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 条件性基因剔除 细胞凋亡 锌指结构 脑神经元损伤 酒精综合症 转基因动物

NRSF/REST(neuron-restrictive silencer factor/repressor element-1 silencing transcription factor)是一种具有锌指结构的基因转录负调控蛋白，在决定多种神经系统表达基因的组织专一性方面起重要作用。在干细胞维持和神经系统发育过程中扮演关键的角色。近年来，其在多种神经损伤性和神经退行性疾病方面的作用引起人们广泛关注，如脑缺血、癫痫、亨廷顿综合症。在这些疾病的发生过程中，神经细胞死亡被认为与NRSF的不恰当的表达或者与它不合适的定位有关。因为NRSF剔除小鼠在胚胎期死亡，为进一步揭开该基因在成体中的功能，我们构建了NRSF基因的flox小鼠和NSE-Cre的转基因小鼠，并利用两者建立了在小鼠神经元细胞中nrsf基因条件性剔除的小鼠模型。该小鼠具有大体正常的生活习性和生殖能力。为研究nrsf基因在神经元细胞凋亡中的作用，我们建立了酒精诱导的新生小鼠脑神经元损伤模型，该模型在研究人类胎儿酒精综合症(fetal alcohol syndrome，FAS)时常被采用。我们的研究表明，较高剂量酒精会导致新生小鼠脑部NRSF/REST基因的表达明显增加，并且所表达的mRNA主要被剪接成一种神经元特有的截短型形式：REST4。在nrsf基因神经元细胞条件性剔除的小鼠中，同样剂量的酒精引发了更多的神经细胞凋亡。这个结果表明，NRSF或者更有可能是REST4，在酒精引发的初生小鼠神经细胞凋亡的过程中，对神经细胞起了保护性作用。这些结果提示我们，nrsf基因可能与人类的胎儿酒精综合征(FAS)的发生过程有密切的关系。为进一步研究NRSF/REST以及REST4的功能，我们构建了全长REST和REST4的转基因小鼠，用人源的NRSF cDNA和REST4 cDNA稳定插入到小鼠的基因组中，并利用NSE启动子实现小鼠神经元细胞的表达。利用这两种小鼠模型在初步的行为学实验中发现，过表达REST4的转基因小鼠在强迫游泳实验中，表现出抑郁的倾向。上述这些结果，为进一步研究NRSF/REST基因的功能提供了有用动物模型和的相关的研究方向。