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无论高等的哺乳动物还是低等的单细胞动物,面对环境刺激都会做出相应的反应,比如说吸引、逃避等等。其中逃避行为是应对不良刺激最重要、有效的一种应答,且于高等动物而言,其中涉及复杂的分子机制以及神经环路。于是,我们选择更为简单的模式生物——秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为我们的研究对象,来研究复杂的神经生物学行为。秀丽隐杆线虫神经系统结构简单而相对完善、雌雄同体线虫有302个神经元、5000个突触和几百个缝隙连接构成、具有多种与高等动物类似的经典神经递质,并且以线虫为模型的各项神经生物学研究技术,如荧光蛋白神经元定位、Ca2+成像、神经电生理检测、微流体技术、以及激光损伤或者特异性神经元坏死技术等也是成熟、易行。Wnt信号途径是一条受Wingless-type(Wnt)蛋白调控、保守的途径,目前报道的已知的Wnt信号途径主要分为经典Wnt途径和非经典的Wnt途径。Wnt途径对后生动物发育的许多方面是非常重要的,包括调节细胞的命运、细胞增殖、细胞形态、细胞迁移,细胞凋亡和分化,以及干细胞的更新等等。另外,在肿瘤的调控机制中Wnt信号途径也发挥了重要的作用。然而我们在转录组的数据分析中发现Wnt信号途径可能在神经肽受体NPR-1的下游也参与了秀丽隐杆线虫对病原菌铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosaPA14(后文简称PA14)的逃避行为。因此,我们现有的研究首先通过RNAi证实该途径确实参与线虫对病原菌的逃避行为。在此基础上,完善了参与该过程的信号通路、并对通路中的上下游关系进行了进一步的验证,最后也对参与的神经元做出了初步的探究。本文研究的主要成果包括:1.确定经典Wnt途径的配体cwn-2、受体cfz-2、Dishevelled蛋白(Dvl)dsh-1、糖原合成激酶gsk-3、核内转录因子β-cateninbar-1参与线虫对PA14的逃避行为。通过对Wnt途径中的5个配体、4个卷曲蛋白受体、3个Dvl蛋白、糖原合成激酶以及4个β-catenin进行了RNAi,发现其中的cwn-2、cfz-2、dsh-1、gsk-3和bar-1参与了线虫对PA14的逃避行为。并且cwn-2、cfz-2、dsh-1和bar-1使线虫的逃避较野生型来说,逃避降低。gsk-3逃避增高。经过突变株的验证实验与RNAi的结果一致。由此确定Wnt途径可能参与调控线虫对病原菌的逃避行为。在突变体cfz-2(ok1201)和gsk-3(tm1273)中回复cfz-2和gsk-3这两个基因,结果能够使cfz-2(ok1201)和gsk-3(tm1273)的缺陷表型得到完全回复。并且通过cfz-2(ok1201)和gsk-3(tm1273)的杂交,确定了cfz-2(ok1201)和gsk-3(tm1273)在同一条途径中发挥作用,并且gsk-3(tm1273)在cfz-2(ok1201)的下游起作用。2.Wnt途径在NPR-1的下游调控逃避行为通过gsk-3(tm1273)和npr-1(ur89)的杂交得到双突变线虫株gsk-3(tm1273);npr-1(ur89),分别比较gsk-3(tm1273)、npr-1(ur89)和gsk-3(tm1273);npr-1(ur89)对病原菌的逃避反应,发现gsk-3(tm1273)和npr-1(ur89)在一条途径上调控线虫对病原菌的逃避行为,并且gsk-3(tm1273)在npr-1(ur89)的下游起作用。3.ALM神经元中,Wnt途径可能参与了秀丽隐杆线虫对PA14的逃避行为为了研究在Wnt途径参与的逃避行为的过程中,是否是某一神经元参与了这一过程,于是构建了两个荧光定位载体Pdsh-1::m-cherry和Pcfz-2::gfp。荧光显微镜观察发现,两种荧光均可在头部的某一神经元发生共定位。位置辨别推测为ALM神经元,后续工作还需进一步证实。本文的创新之处:首次发现了Wnt途径参与了秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)对病原菌PA14的逃避行为。