背景^[1-6]

小鼠生長因子PCR芯片含有84個小鼠生長因子基因，包括凋亡調(diào)節(jié)因子，細(xì)胞分化因子，發(fā)育調(diào)控因子（如胚胎發(fā)育、骨骼發(fā)育、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、心臟發(fā)育、肺發(fā)育等），形態(tài)因子等。

生長因子，是一類調(diào)節(jié)微生物正常生長代謝所必需，但不能用簡單的碳、氮源自行合成的有機物。廣義的生長因子除了維生素外，還包括堿基、嘌呤、嘧啶、生物素和煙酸等，有時還包括氨基酸營養(yǎng)缺陷突變株所需要的氨基酸在內(nèi)；而狹義的生長因子一般僅指維生素。一類通過與特異的、高親和的細(xì)胞膜受體結(jié)合，調(diào)節(jié)細(xì)胞生長與其他細(xì)胞功能等多效應(yīng)的多肽類物質(zhì)。存在于血小板和各種成體與胚胎組織及大多數(shù)培養(yǎng)細(xì)胞中，對不同種類細(xì)胞具有一定的專一性。通常培養(yǎng)細(xì)胞的生長需要多種生長因子順序的協(xié)調(diào)作用，腫瘤細(xì)胞具有不依賴生長因子的自主性生長的特點。

生長因子多為廣義的肽激素，有胰島素、表皮生長因子（EGF）、成纖細(xì)胞生長因子（fibroblast growth factor，F(xiàn)GF）、血小板來源增殖因子（platelet－derived growth factor，PDGF）以及生長激素釋放抑制因子（somatostatin=SRIH）等。

在肽激素之外，皮質(zhì)醇和甲狀腺素（T3）等也屬于生長因子。在這些物質(zhì)中，已知激素之外的物質(zhì)可作為培養(yǎng)細(xì)胞生長因素已被發(fā)現(xiàn)，但推測也是活體的發(fā)育因子。所以認(rèn)為組織培養(yǎng)是探索活體發(fā)育因子的良好的實驗手段。簡而言之，微生物生命活動不可缺少，而微生物自身又不能合成的微量有機物質(zhì)都可稱為生長因子。

生長因子是存在于生物體內(nèi)，對生物的生長、發(fā)育具有廣泛調(diào)節(jié)作用的活性蛋白質(zhì)或多肽類物質(zhì)。其一般特性是能與細(xì)胞膜特異受體結(jié)合，具有調(diào)控細(xì)胞生長、發(fā)育的作用，對人體的免疫、造血調(diào)控、腫瘤發(fā)生、炎癥與感染、創(chuàng)傷愈合、血管形成、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡、形態(tài)發(fā)生、胚胎形成等方面產(chǎn)生著重要的調(diào)控作用。細(xì)胞因子子廣泛存在予機體內(nèi)各種組織，包括成熟組織和胚胎組織，并通過自分泌和或旁分泌方式調(diào)節(jié)各種細(xì)胞的增殖和分化。許多體外培養(yǎng)的細(xì)胞也能釋放生長因子。

應(yīng)用^[7][8]

小鼠生長因子PCR芯片可用于小鼠模型生長因子信號通路：

學(xué)習(xí)記憶是腦的一項高級神經(jīng)功能。N-甲基-D-天門冬氨酸(N-methyl-D-aspartate，NMDA)受體，特別是其NR2B亞基在學(xué)習(xí)記憶過程中起重要作用，揭示其生理功能對闡明學(xué)習(xí)記憶的具體分子機理具有重要意義。前腦特異過表達(dá)NR2B亞基的轉(zhuǎn)基因(Tg)小鼠表現(xiàn)為NMDA受體通道開放時間延長，活性增加，突觸對10-100Hz刺激的反應(yīng)增強，并在多種行為學(xué)測試中表現(xiàn)出更好的學(xué)習(xí)和記憶能力，但其確切的分子機理還未闡明。

本研究首先利用定量PCR技術(shù)檢測19月齡、24月齡Tg小鼠海馬和皮層中NMDA受體NR1、NR2A和NR2B三個亞基的表達(dá)情況，然后運用基因芯片技術(shù)和定量PCR技術(shù)分別考察3月齡、19月齡和24月齡Tg小鼠海馬和皮層中基因的表達(dá)變化情況，再利用cluster3.0軟件進(jìn)一步分析差異表達(dá)基因和相關(guān)的信號通路，初步探討Tg小鼠學(xué)習(xí)記憶能力增強的分子機理。

芯片結(jié)果表明，細(xì)胞內(nèi)鈣釋放通道Ryranodine受體(RyR)及其相關(guān)基因Triadin 2(Trdn)和富含組氨酸的鈣結(jié)合蛋白(Hrc)，鈣／鈣調(diào)依賴的蛋白激酶Ⅳ(CaMIV)以及一些轉(zhuǎn)錄相關(guān)基因的表達(dá)都發(fā)生了改變。RyR基因已被證實在學(xué)習(xí)記憶中具有重要作用，但是其作用機理以及NR2B如何對之調(diào)節(jié)還不清楚。在突觸后致密處，NR2B可通過PSD95-GFAP-Shank將Homer與NMDA受體復(fù)合物聯(lián)系起來。而在骨骼肌中，Homer-1c可通過與RyR1和RyR2互作來調(diào)節(jié)其功能。所以我們推測骨骼肌中RyR-Homer-1c的互作也可能在腦中存在。

另外，gyR不僅通過影響基因轉(zhuǎn)錄而影響學(xué)習(xí)記憶，而且還可被NO-cGMP-PKG通路激活，從細(xì)胞內(nèi)鈣庫釋放出大量的鈣，增加CREB的磷酸化水平并產(chǎn)生晚期長時程增強(L-LTP)。而NO也是NMDA受體的下游通路之一，并參與調(diào)節(jié)CREB的磷酸化過程。為了考察RyR基因在學(xué)習(xí)記憶中的作用機制，本實驗分別利用熒光定量PCR技術(shù)、免疫共沉淀技術(shù)以及Western blot等分子生物學(xué)技術(shù)，考察RyR1-3及其相關(guān)基因的表達(dá)變化，RyR和Homer-1c的相互作用以及磷酸化的CREB蛋白水平的變化，進(jìn)一步探討Tg小鼠學(xué)習(xí)記憶能力增強的分子機理。

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