TypeⅢ Neuregulin-1基因突变引起小鼠瞳孔散大机制的研究

在前期ENU诱变工作中本课题组获得一例瞳孔散大突变小鼠，该小鼠对光照无瞳孔反射。通过基因定位及染色体局部多个突变基因序列分析发现，该表型是由TypeⅢ Nrg1基因突变引起。Nrg1可以调节乙酰胆碱受体(AchR) 的表达，对自主神经系统神经功能的执行、神经突触的发生等过程具有重要的作用。在之前工作基础上结合国外目前相关研究结果，本项目主要从以下3个部分着手，分析引起瞳孔散大的可能机理：（1）虹膜括约肌上毒蕈碱型受体（M受体）的定量分析；（2）烟碱型受体（N受体）的定量分析及TypeⅢNrg1突变对自主神经系统影响分析（3）支配瞳孔括约肌的神经-肌肉接头处的突触发育完善性分析。该研究有利于进一步了解TypeⅢ Nrg1在自主神经系统中的生物学作用，丰富了TypeⅢ Nrg1生物学功能。

研究背景：乙烷基亚硝基脲（ethylnitrosourea, ENU）是一种能够引起基因高效突变的烷化剂，通过使用ENU诱导小鼠突变的手段，经过筛选可获得大量具有突变表型的G1代小鼠，用于基因功能的研究及人类疾病动物模型的建立。.研究方法/主要发现：在先前研究中，通过ENU诱导小鼠突变手段获得一种瞳孔部分散大杂合子小鼠，当用光线照射小鼠眼球时，该小鼠瞳孔对光线无明显反射现象（无明显收缩）。该突变基因被定位于单核苷酸多态性标记（SNP）rs32829041 与微卫星标记D8Mit4 之间。在对Nrg1基因测序分析后发现，在Nrg1外显子E59（该外显子编码NRG1蛋白EGFβ 结构域）后第5个碱基处发生G 到 A的转换。本课题进一步研究表明，在mRNA 水平上：该突变影响剪接体对供体位点的剪接作用，从而影响EGFβ型Nrg1 基因的mRNA 的生成。在蛋白质水平上：蛋白预测表明突变引起部分EGFβ-type NRG1 蛋白的减少，并被部分EGFα-type NRG1 蛋白代替, 因此本突变属于部分功能丧失的亚等位突变。采用药理学及免疫组化两种方法证实小鼠瞳孔散大表型是由小鼠瞳孔括约肌上M 型受体减少所致。遗传实验表明所有突变纯合子小鼠都表现为瞳孔散大表型，而突变杂合子小鼠瞳孔散大表型外显率极低。.结论/本研究意义：本研究在国内外首次报道Nrg1 基因突变可以引起小鼠瞳孔散大表型及瞳孔括约肌上M型受体的减少，丰富了Nrg1 基因的生物学功能。另外本研究发现本突变小鼠所有突变纯合子小鼠表现为瞳孔散大表型，而突变杂合子小鼠瞳孔散大表型外显率极低，本案例可为相似研究提供参考。