Влияние трансгенного фактора роста нервов (НГФ) млекопитающих на рост и морфологию клеточных систем
В последнее время планируется использование трансплантации эмбриональных стволовых клеток для восстановления функционального дефицита нейронов при нейродегенеративных болезнях. Однако, известно, что пересаженные эмбриональные стволовые клетки дают до 30% случаев перерождения в опухолевую ткань, следовательно, преимущества подобного метода так же сомнительны. Однако, не ясно, будет ли… Читать ещё >
Содержание
- СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
- ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
- Трансгенные животные как экспериментальная модель
- Нейрогенные гены
- Белковые продукты генов Notch и Delta
- Нейротрофические факторы
- Классификация нейротрофических факторов
- Фактор роста нервов
- Характеристика фактора роста нервов
- Сигнальные каскады, вызываемые NGF
- Характеристика сигнальных каскадов, вызываемых NGF
- Ras-MAPK киназный путь
- Генная экспрессия: немедленно ранние гены
- Экспрессия задержанно-ранних генов
- Фосфолипазный путь
- Ras — независимые сигнальные пути
- Нейротрофиновый рецептор р
- Использование нейротрофических факторов для лечения некоторых нейродегенеративных болезней
- Белки теплового шока (HSP)
- Регуляция экспрессии белков семейств HSP
- ГЛАВА 2.
- Материалы и методы
- Ферменты и реактивы
- Конструкции
- Рестрикция
- Лигирование
- Приготовление компетентных клеток
- Трансформация бактерий Е. Coli плазмидами
- Выделение плазмидной ДНК из Е. col
- Электрофорез в агарозном геле
- Метод инъекций
- Выведение гомозиготных линий мух
- Контроль наличия вставки (блот-гибридизация по Саузерну)
- Выделение хромосомной ДНК
- Рестрикция хромосомной ДНК
- Гель-электрофорез ДНК
- Перенос ДНК на нейлоновую мембрану
- Приготовление меченого зонда
- Гибридизация
- Контроль экспрессии (Нозерн блот-гибридизация)
- Выделение тотальной РНК
- Гель — электрофорез РНК
- Перенос РНК на нейлоновую мембрану
- Гибридизация
- Гибридизация in situ на целых эмбрионах
- Приготовление меченого зонда
- Сбор и фиксация эмбрионов
- Подготовка эмбрионов к гибридизации
- Гибридизация
- Предадсорбция антител
- Отмывка гибридизации и обработка антителами
- Окрашивание
- Вестерн — блот гибридизация (иммуноблотинг)
- Получение белковых лизатов
- Фракционирование белков в полиакриламидном геле
- Перенос на нитроцелюлозную мембрану
- Имуннодетекция
- Получение первичной культуры клеток D. melanogaster, трансгенных по гену ngf
- ГЛАВА 3.
- Результаты
- Исследование жизнеспособности клеток мух D. melanogaster, кокультивированных со срезом мозга млекопитающих с помощью GFP -подобного флуоресцентного белка DsRed
- Исследование влияния фактора роста нервов на клетки D. melanogaster, используемые при ксенотрансплантации
- ГЛАВА 4.
- Обсуждение результатов
- ВЫВОДЫ
- СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
- БЛАГОДАРНОСТИ
- Список сокращений
ADF — аденозиндифосфат AMP — аденозинмонофосфат ARTN — артемин, АТР — аденозинтрифосфат
BDNF — Нейротрофический фактор головного мозга, сАМР — циклоаденозинмонофосфат
CDP — цитозиндифосфат
СМР — цитозинмонофосфат
СТР — цитозинтрифосфат
ДАБ- диаминобензидин
DEPC — диэтилпирокарбонат
DRG — задержанно ранние гены,
EGF — эпидермальный фактор роста
FRET — флуоресцентный резонансный перенос энергии
GDNF — глиальный нейротрофический фактор роста,
GDP — гуанидиндифосфат
GFP — зелёный флуоресцентный белок
GMP — гуанидинмонофосфат
GTP — гуанидинтрифосфат
HSE — элемент теплового шока
HSF, HSTF — фактор транскрипции теплового шока,
Hsp, БТШ — белок теплового шока,
IEG — немедленно ранне гены
МГЭ мобильные генетические элементы
МНС — комплекс гистосовместимости
NGF, ФРН — фактор роста нервов,
NRTN — ньюртурин,
NT — нейротрофин, п.н. — пара нуклеотидов, PBS — фосфатно-солевой буфер, PSPN — персефин,
DsRed — красный флуоресцентный белок,
SDS додецил сульфат натрия,
TGF-P — трансформирующий фактор роста, т.п.н. — тысяча пар нуклеотидов,
Trk — тирозинкиназа,
ЭДТА — Этилен-диамидтетрауксусная кислота.
Список литературы
- Иванов А.И., Фролова И. П., Захаров И. К., Корочкин Л. И. 1993. Анализ нарушений развития мозга у нового Notch мутанта Drosophila melanogaster. Доклады Академии наук. т. 331. № 6.
- Корочкин Л.И. 1989. Генетическая регуляция процессов нейрогенеза. Онтогенез, т. 20.№ 6. стр 593−606.
- Корочкин Л.И., Михайлов А. Т. 2000. Введение в нейрогенетику. Москва «Наука».
- Красильников М.А. 2000. Сигнальные пути, регулируемые фосфатидилинозит-3-киназой и их значение для роста, выживаемости и злокачественной трансформации клеток. Биохимия. 65(1). 68−78.
- Лозовская Е.Р., Евгеньев М. Б. 1984. Тепловой шок у дрозофилы и регуляция активности генома. Молекулярная биология. 20:142−185
- Лосева Е.В. 2001. Нейротрансплантация фетальных тканей и компенсаторно-восстановительные процессы в центральной нервной системе реципиентов. Успехи Физиол. Наук. Т. 12. N 1. С. 19−37.
- Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. 1984. Молекулярное клонирование. Москва «Мир».
- Маргулис Б.А., Гужова И. В. 2000. Белки стресса в эукариотической клетке. Цитология. 42(4):323−342.
- Ю.Потеряев Д. А., Саарма М. 2001. Семейство GDNF: от нейротрофических факторов к онкогенезу. Молекулярная биология. 35(2). 309−320.
- П.Родионов И. М. 1996. «Фактор роста нервов" — Соросовскийобразовательный журнал, № 3. П. Савельев С. В., Корочкин Л. И., Иванов А. И., Евгеньев М. Б., Бесова
- H.В., Гулимова В. И. 1990. Трансплантация нейральной закладки дрозофилы в нервную трубку зародышей амфибий. Доклады Академии наук СССР. Генетика. Том 313 № 6 стр 1491−1493.
- Степанов В.М. 1996. Молекулярная биология. Москва «Высшая школа».
- Татосян А.Г., Мизенина О. А. 2000. Киназы семейства Srs: структура и функции. Биохимия. 65(1) 57−67
- Alessi D.R., Saito Y., Campbell DG., Cohen P., Sithanandam G. 1994. Identification of the sites in MAP kinase kinase-1 phosphorylated dy p74raf1. EMBO J. 13.1610−1619.
- Aloe L., Vigneti E. 1992. In vivo and in vitro NGF studies on developing cerebellar cells. Developmental Neuroscience.
- Andres D.A., Rudolph J.L., Sendoku T. Shi G.X. 2005. Analysis of rit signaling and biological activity. Methods Enzymol. 407:499−512.
- Anton E., Weskamp G., Reichardt L., Matthew W. 1994. Nerve growgh factor and its low affinity receptor promote Schwann cell migration. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 91. 2795−2799
- Auger K., Serunian L., Soltoff S., Libby P., Cantey L. 1989. PDGF-dependent tyrosine phosphorylation stimulates production of novel phosphoinositides in intact cells. Cell. 57. 167−175.
- Bar-Sagi D., Feramisco J.R. 1985. Microinjection of the ras oncogene protein into PC 12 induces morfologic differentiation. Cell 42. 841−848
- Behrens M.M., Strasser U., Lobner D., Dugan L.L. 1999. Neurotrophin-mediated potentiation of neuronal injury. Microsc. Res. Tech. May 15-Jun l-45(4−5):276−84.
- Berk G., Munno D.W., Levy Z., Dissel H.M., Van-Minnen J., Syed N.I., Fainzilber M. 2004. Neurotrophic activities of trk receptors conserved over 600 million years of evolution. J.Neurobiol. Jul- 60(1): 12−20
- Berkowitz L., Riabowal K., Gilman M. 1989. Multiple sequence elements of a single functional class are required for cyclin AMP responsiveness of the mouse c-fos promoter. Mol.Cell. Boil. 9. 4272−4281.
- Berninger В., Garcia D.E., Inadaki N., Hahnel C., Lindholm D. 1993. BDNFand NT-3 induce intracellular Ca elevation in hippocampal neurons. NeuroReport. 4. 1303−1306.
- Bingham P.M., Kidwell M.G., Rubin G.M. 1982. The molecular basis of P-M hybrid dysgenesis: the role of the P element, a P-strain-specific transposonfamily.Cell. 1982 Jul-29(3):995−1004.
- Blenis J. 1993. Signal transduction via the MAP kinases: proceed at your ownRSK. Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 90.5889−5892.
- Bonni A., Ginty D., Dudek H., Greenberg M. 1995. Serine 133-phosphorylated CREB induces transcription via a cooperative mechanism that may confer specificity to neurotrophin signals. Mol. Cell Neurosci. 6. 168−183.
- Boydston W.R., Sohal G.S. 1979. Grafting of additional periphery reduces embryonic loss of neurons. Brain Res. Dec 14−178(2−3):403−10.
- Brundin, P.- Karlsson, J.- Emgard, M.- Schierle, G. S.- Hansson, 0.- Petersen, A.- Castilho, R. F. 2000.1mproving the survival of grafted dopaminergic neurons: A review of current approaches. Cell Transplant. 9:179−195.
- Casey P. 1995 Protein lipidation in cell signaling. Science. 268. 221−224
- Castro J.R. Carareto C.M. 2004 Drosophila melanogaster P transposable elements: mechanisms of transposition and regulation. Genetica. Jun-121(2):107−18.
- СЬао M.V. 2000. Trophic factors: An evolutionary cul-de-sac or door into higher neuronal function? J Neurosci Res. Feb l-59(3):353−5. Review.
- Chen R.H., Tung R.R., Abate C., Blenis J. 1992. Nuclear localization and regulation of erk- and rsk- encoded protein kinases. Mol. Cell. Biol. 12. 915 927.
- Chen R.H., Sarnecki C., Blentis J. 1993. Citoplasmic to nuclear signal transduction by mitogen-activated protein kinase and 90 kDa ribosomal S6 kinase. Biochem. Soc. Trans. 21. 895−900.
- Cohen G., Ren R., Baltimore D. 1995. Modular binding domains in signal transduction proteins. Cell. 80. 237−248.
- Conover J.C., Yancopoulos G.D. 1997 Neurotrophin regulation of the developing nervous system: analyses of knockout mice. Rev Neurosci. 1997 Jan-Mar-8(l):13−27.
- Cowley S., Paterson H., Kemp P., Marshall C. 1994. Activation of MAP kinase kinase is necessary and sufficient for PC 12 differenciation and for transformation of NIH 3T3 cells. Cell. 77.841−852
- Curran Т., Franza B. 1988. Fos and Jun: the AP-1 connection. Cell. 55. 395 397.
- Davies A.M., Lee K.F., Jaenisch R. 1993. p75-deficient trigeminal sensory neurons have an altered response to NGF but not to other neurotrophins. Neuron. 11.565−574.
- Diederich R.J., Matsuno К., Hing H., Artavins-Tsakonas S. 1990. Citolic interaction between deltex and Notch ankirin repeats implicates deltex in the Notch signaling pathway. Development. 120. 473−481.
- Dobrowsky R., Werner M., Castellino A., Chao M., Hannun Y. 1994. Activation of the cphingomyelin cicle through the low affinity neurotrophin receptor. Science. 265.1596−1599.
- Echalier G. 1997. Drosophila cells in culture. Academic Press. San Diego. CA.
- Edwards R.H., Rutter W.J., Hanahan D. 1989. Directed expression of NGF to pancreatic beta cells in transgenic mice leads to selective hyperinnervation of the islets. Cell. Jul 14−58(1): 161−70.
- Gershon M. 1997. Genes and lineages in the formation of the enteric nervous system // Curr. Opin. Neurobiol. V. 7. P. 101−109.
- Ginty D.D., Bonni A., Greenberg M.E. 1994. Nerve growth factor activates a ras-dependent protein kinase that stimulates c-fos transcription via phosphorylation of CREB. Cell. 77. 713−725.
- Greene L., Tischler A. 1982. PC 12 pheochromocytoma cultures in neurobiological research. Adv. Cell. Neurobiol. 3. 373−414.
- Hagag N., Halegoua S., Viola M. 1986. Inhibition of growth factor induced differentiation of PC12 cells by microinjection of antibodies to ras p21. Nature. 319. 680−682.
- Haider S.A., Thaller V.T. 1992. Lid melanoma and parkinsonism. Brit. J. Ophtalmol. 76. 246 247.
- Hayashi I., Perez-Magallanes M., Rossi G.M. 1992. Neurotrophic factor-like activity in Drosophila. Biochem Biophys Res Commun. Apr 15−184(l):73−9.
- Hill С., Treisman R. 1995. Transcriptional regulation by extracellular signals: mechanisms and specifity. Cell. 80. 199−211.
- Jaaro H., Beck G., Conticello S.G., Fainzilber M. 2001 Evolving better brains: a need for neurotrophins? Trends Neurosci. 24(2):79−85.
- Jachansan Amin, Ruben Nestril, Paul Schiller, Michel Dreano and Richard Voellmy. Organization of the Drosophila melanogaster hsp70 heat shock regulation unit. Mol. Cell. Biol., 1987, 7 (3): 1055 1062
- Jianq H., Zhanq J., Zhu H., Zhanq X. 2007. Nerve growth factor prevents the apoptosis-associated increase in acetylcholinesterase activity after hydrogen peroxide treatment by activating Akt. Jan-39(l):46−56.
- Jing S., Tapley P., Barbacid M. 1992. Nerve growth factor mediates signal transduction through trk homodimer receptors. Neuron. 9. 1067−1079
- Kaplan D.R., Hempstead B.L., Martin-Zanca D., Chao M.V. Parada L.F. 1991. The trk protooncogene product: a signal transducing receptor for nerve growth factor. Science. 252. 558−561.
- Kawamoto Y., Nakamura S., Kawamato Т., Akiguchi I. Kimura J. 1999. Cellular localization of brain derived neurotrophic factor like immunoreactivity in adult monkey brain. Brain research. 381. 341−349.
- Kolch W., Heidecker G., Kochs G., Hummel R., Vahidi H., Mischak H., Finkenzeller G., Marme D., Rapp U.R. 1993. Protein kinase Ca activates RAF-1 by direct phosphorylation. Nature. 364. 249−252.
- Korochkin, L. I. 2000. New approaches in developmental genetics and gene therapy: Xenotransplantation of Drosophila embryonic nerve cells into the brain of vertebrate animals. Genetika 36:1436−1442. (in Russian, English abstract).
- Korochkin, L. I.- Alexsandrova, M. A.- Pavlova, G. V.- Bashkirov, V. N.- Revischin, A. V.- Alexenko, 0. A.- Evgen’ev, M. B. 2002. Hsp70 family proteins seem to facilitate alio- and Xenotransplantation in the rat brain. Tsitologia 44:803−806.
- Levi Montalchini R. 1987. The nerve growth factor: five years later. EMBOJ. 6. 1145−1154.
- Lindquist S. 1986. The heat-shock response. Ann. Rev. Biochem. 55, 11 511 191.
- Loeb D., Maragos J., Martin-Zanca D., Chao M., Parada L., Greene L. 1991. The trk protooncogene rescues NGF responsiveness in mutant NGF-responsive PC 12 cell lines. Cell. 66. 961−966.
- Lowenstein E., Daly R., Batzer A., Li W., Margolis B. 1992. The SH2 and SH3 domain-conteining protein GRB2 links receptor tyrosine kinases to Ras signaling. Cell. 70. 431−442
- March H.M., Scholz W.K., Lamballe F., Klein R., Nanduri V. 1993. Signal transduction events mediated dy the BDNF receptor gp 145(trkB) in primary hyppocampal pyramidal cell culture. J.Neurosci. 13. 4281−4292.
- Middlemas D.S., Meisenhelder J., Hunter T. 1994. Identification of TrkB autophosphorylation sites and evidence that phospholipase C-gamma 1 is a substrate of the TrkB receptor. J. Biol. Chem. 269. 5458−5466
- Miranti C., Gunti D., Huang G., Chatila Т., Greenberg M.E. 1995. Calcium activates serum response factor-dependent transcription by a Ras- and Elk-1-independent mechanism that involves a Ca2+/Calmodulin-dependent kinase. Mol. Cell. Biol. 15.3672−3684.
- Panin V.M., Papayannopoulos V., Wilson R., Irvin K.D. 1997. Fringe modulates Notch ligand interactions. Nature. Jun 26−387(6636):908−12.
- Panin V.M., Irvin K.D. 1998. Modulators of Notch signaling. Cell and developmental biology. 9 609−617.
- Payne D., Rossamondo A., Martino P., Erickson A., Her J. 1991. Indentification of the regulatory phosphorylation sites in pp42/Mitogen-activated protein kinase (MAP Kinase). EMBO J. 10.885−892.
- Pelham H.R. 1986. Speculations on the functions of the major heat shock and glucose-regulated proteins. Cell, 46(7), 959−961.
- Pradat P.F. 2003. Treatment of peripheral neuropathies with neurotrophic factors: animal models and clinical trials 2003 Rev Neurol (Paris). Feb- 159(2): 147−61.
- Rabizaden S., Oh J., Zhong L.T., Yang J., Butler C.M. 1993. Induction of apoptosis by the low-affinity NGF receptor. Science. 261. 345−348.
- Ritossa F. 1962. A new puffing pattern induced by heat shock and DNP in Drosophila. Experientia, 18, 571−573.
- Rodriguez-Tebar A., Dechant G., Barde Y.A. 1990. Binding of brain derived neurotrophic factor hin-3 to nerve growth factor receptor. Neuron. 4. 487 492.
- Rodriguez-Tebar A., Dechant G., Gotz R., Barde Y.A. 1992. Binding of neurotrophin-3 to its neuronal receptors and interactions with nerve growgh factors and brain-derived neurotrophic factor. EMBO J. 11. 917−922.
- Rubin G.M., Kidwell M.G., Bingham P.M. 1982. The molecular basis of P-M hybrid dysgenesis: the nature of induced mutations. Cell. Jul- 29(3). 987−94.
- Rubin G.M., Spradling A.C. 1982. Genetic transformation of Drosophila with transposable element vectors. Science. Oct 22. 218(4570). 348−53.
- Ryder E., Russell S. 2003. Transposable elements as tools for genomics and genetics in Drosophila. Brief Funct Genomic Proteomic. 2003 Apr- 2(1). 5771.
- Schlessinger J. 1994. SH2/SH3 signaling proteins. Curr. Opin Genet. Dev. 4. 25−30
- SpradlingA.C., Rubin G.M. 1982. Transposition of cloned P elements into Drosophila germ line chromosomes.
- Thummel C.S., Boulet A.M. 1988. Vectors for Drosophila P-element-mediated transformation and tissue culture transfection. Gene. Dec. 30. 74(2). 445−56.
- Tissieres A, Mitchell H. K, Tracy U.M. 1974. Protein synthesis in salivary glands of Drosophila melanogaster: relation to chromosome puffs. J. Mol. Biol., 84(3), 389−398.
- Treisman R. 1992. The serum response element. Trends Biochem.Sci. 17. 423−426.
- Treisman R. 1994. Ternari complex factors: growth regulated transcriptional activators. Curr. Opin. Genet. Dev. 4. 694−701.
- Так же хочу выразить благодарность всем, кто принял живое участие в подготовке данной работы в печать и помогал при этом своими ценными советами и замечаниями.