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牡丹 江医学院学报 ∞啦 年  第 玛 卷  第 2期  J OURNAL 0F Ml f DANgANG MEDI CAL COL/ . EE, EVd 23   NO 2 狮  

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脑基 因的表 达 与调 控  李贤慧

王桂云  朱 辉 

天津武警 医学院生化教研 室  脑细胞的染色体 中包含有与其它器官的细胞完  全相 同的基因 , 但是脑细胞所表达的蛋 白质如酶、 受 

3 0 0 0 7 0  

其他组织 至少有 9 0%以上的 mRNA分子带有 5 o   2 5 0个碱基长度 的 3’一p o l y A尾。在胚 胎鼠脑 中的 

体、 载体 、 神经肽等却与其它组织完全不同。关键点  就是脑基 因 的表达与调 控 。  

mRNA, 大部分也带有 p 0 l v A尾 , 所以 p  ( A)一RNA 

1 脑基因表达的复杂性  1. 1 脑的复杂性与基因表 达数量

无论 是牛、 小 

初步推断 , 成年个体脑 中约有三分之一 的蛋 白质分  子是 由 p o l y( A) 一RNA作为模板 翻译合成 的。有人 

鼠、 还是人类, 其每个细胞的的 DNA含量相差 不大;  

认为 , 在脑发 育的后期才产 生 了大 量的 p o l y( A) 一  

但是他们各 自脑的细胞组成以及细胞间相互联系的  复杂性有相当大的差别。例如小 鼠脑一般有 5×1 0 6  

RN  。对此现象的另一种解释是: 脑发育后期产  生的 mRNA, 其 长度 远 大于胚 胎 脑 中的 mRNA, 推 测 

细胞组成而人脑有 l 0“个 以上 的细胞 , 人脑较之鼠  脑复杂得多… 。为了测定脑基 因表达的数量 , 曾采 

较大的 mRNA分子易受分离方法的作用而断裂。例  如 一个 5kb的 mRNA分子 被 剪成 两段 , 则 仅 3’ 端 的 

是成年个体脑中富有特征性 的产物 ; 根据实验结果 

用细胞内单一 DNA序列与核和胞浆 中 RNA杂交的 

部分带有 p o l y A尾 , 而 5’ 侧 的一段就成为 p o l y( A) 一  方法。即将基 因组中去除重 复序 列后的单一 DNA  P d NA了。虽然高等动物中的某些 mi  ̄ NA, 例如编码  序列用  H标记 , 然后与核或胞浆的 mRNA进行液相  杂交 , 然后分离 mRNA—DNA杂交分子, 通过杂交率 

组蛋 白的 r I 1 RNA已被证实无 p o l y A尾, 但迄今为止 ,   尚未能确 定哪一个具 体的脑 特异的 mRNA分子无 

来计算 出有 多少单一序 列可被 转 录而表达 , 用脑  mRNA进行杂 交试验所获得 的结果 , 不同实验室有 

p 由A尾。由此可见, p o l y( A) 一RNA仍是一个悬而未  决的问题  。  

些差别 , 约在 l 0 8到 2x   l 0 8 b口范围内。一般而言 , 脑  中所表达的 mRNA量 , 较之肝 、 肾等组织要大 2—3   倍之多。然 而脑 中的 mRNA大部分 是低 丰度 的。  

1. 3 脑基因表达的区域差别和细胞差别 解 剖学  上所划分的各脑区, 它们之间在构造 、 联 系方式 、 递  质等多方面均有差异 , 但各脑区在基 因表达的总数 

Mi l n e r   RJ和 S ut c l i f  J G等 ( 1 9 8 3) 随机地 自2 0 0个 c D—  

方面十分类似, 近来一些研究结果. 为不同脑区之间 

NA克隆分离 了脑 mRNA, 并测定 了其长度 、 丰度 以 

其基 因表达 可能亦 有差 异 的看 法提 供 了一 些实 

及组织分布 。   。脑 mRNA平均长度为 5 Kb, 据此  可计算出在 1 0 s一2×1 0 s b D的脑 mRNA, 一共包含有 

例  “ 。①一些递质受体在不 同脑 区表达及分布  不同, 例如  多巴胺 受体在 纹状体浓 度最高 , 而 

大约 3万个不同基 因的 mRNA. 通过动力学分析 表 

NMDA型谷氮酸受体在海马和齿状 回含量最 多; ② 

明, 有6 5%脑 mRNA与其他组织不同( C h a u c  ̄, u ' i   N&  许多遗传性神经系统退行性疾病常只明显累及单一  Ha h n   W  E  1 9 8 3 ), 而克隆分析的结果表 明约有 4 0%  脑功能区域 . 而遗传分析表明这类疾病是由一个或  一

5 6%的脑 mRNA是脑特异的 ( Mi l er   P d和 S u t c l i f 

组基因突变的结 果。例如帕金森 氏综舍征在 黑 

J G等 1 9 8 3) 。由此粗略估算 , 在 3万种脑 mRNA中.   有近 2万种 mRNA是特异的 ’  

质; Ht mt l n g t o n舞蹈病主要在绞状体 ; 早老性痴呆症  主要累及额叶、 颞叶及海马等与情感、 记忆有关的大 

1. 2 脑基因表达与其他器官的差别

如前所述. 脑 

脑皮质及蓝斑、 黑质和 Me y n e r t 核等处 ; 遗传性共 济 

中mRNA自基因组 表达 的比率较其他器官大 2~3   倍, 而且脑特异 mRNA也较其他 器官所表达的 mR-  

失调主要累及小脑等。③免疫组织化学 、 配体结合 

N A长得多。除此之外 , 脑基因表达与其它器官还有  个重要 区别在 于 mRNA多聚腺苷 酸化 的程度差  异。在成年哺乳动物脑 中有一半 mRNA其 3’ 端无  多聚腺苷 酸尾 , 称 作 po l y( A) 一RNA。而 在 脑 以外 的  一

・ 牡 丹江 医学 院 生化 教研 室 

试验 、 mRNA组织 原位杂交 以及差示 杂交技 术等 多  种实验方法均证明: 不 同类 型的细胞基因表达产 生 

的 mRNA有差异。例如大脑皮质 中 Pu m ̄ j e细胞和  g i 细胞均产生 7一氨基丁酸( GABA) . 两者所含的  GABA合成酶 一谷氨酸合成酶 GAD6 7mRNA相等 , 但 


牡丹江 医学院学报  ・

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2 o{ 1 2年 

第 23卷 

J OURNAL  OF  MUDA ̄J I ANG MEDI CAL  COLLEGE 

第 2期  23   NO. 2   20{ 1 2  

在 e  细胞 中其 同工酶 GAD65的 mRNA丰度要高 

( PE P) 和 DM 蛋白, 是同一基因( 亦有 7个外显子 )  

得多。可以认为, 脑基 因表达的调节单位应 为各种 

经选择剪辑而成 , 其区别在于 DM  蛋白中缺乏第 3  

类型的细胞而不是解 剖学 区域, 所呈现 的脑 区域差  异是以不同类 型的细胞的分布差异为基础 的  。   2 脑基 因表 达的调 控  脑组织中各种不同的细胞虽然具有相 同的基因  组, 但在发育的不同阶段 , 各种细胞的蛋 白质组成不  尽相同, 即基 因表达的种类和数量是不相同的。脑  基因的表达在程序、 时间和位置诸方面受多层次、 多  水平 、 多元件的精确调控。其 中主要的调控点 是在  转录水平的调控 , 影响和调节转录的因素很 多。   2. 1 转 录过程 调节 (  ̄) RNA聚合 酶 真 核细胞 中  RNA聚合酶有三种 :I、Ⅱ和Ⅲ, 其中 RNA聚合酶 Ⅱ  催化 DNA转录为 mR NA, 故在基 因表达的调节中最  为重 要 。(2)启动子 在基 因开始 转 录处 (即 5’ 端)   的上 游 ,约 一40一 一1 50bp的区段 , 是I t J NA聚合 酶及  一

些转录调节因子结合的部位 , 称之为启动子 ( p r o .  

mo t o r ), 是确保 转 录精 确而有 效 的起始 序 列元件。   ( 3) 增强子 在启动子的更上游或下游 , 甚或在 内含  子中, 还有一种序列 , 它对转录起促进作用 , 称 作增  强子( e n h a n c e r )。它的特点为: ①通过启动子影响转  录过程; ②它的作用 与其位置及碱基序列 的方 向无  关; ③ 当邻近 处有两 个 以上 启动子 时 ,主要 对较近 的  启动子起作用。( 4) 转录调控元件 在基 因的非编 

外显子后半部分的信息 , 相 当于 P L P第 1 1 6  1 5 0位  氨基酸残基 。③髓鞘维系糖蛋 白( MAG)的基 因 由  1 3个外显子组成 , 经选择剪辑生成两种 mRNA, 翻译  为 67 k D和 7 2 k D两种 MAG, 差别在于前者无第 1 2外  显子编码 的氨基酸。④周 围神经富有的 2’ , 3’一环 

核苷酸 3’ —磷酸二酯酶( CNP) 的两条 分子量 、 化学  及免疫学性质相近的肽 , 也 是 CNP基 因经选择剪接  而来 。( 2) 基 因有不 同的转 录终止点 在初始转 录  产物的 3’ 侧, 有时具有一个 以上聚腺苷酸化位点的  信号 ; 此信 号的序 列为 ^ _ A uA从 , 一般在其后 1 0   20bp处添加 多聚 (A)。在 不 同组织 中 ,往往 选 择 不 

同的多聚 ( A) 添加信号, 从 而表达产 生长短 不等 的  mRNA和肽链 J 。  

2. 3 译制后修饰在基因表达中的作用

脑 中某些 

成熟的蛋白质和刚刚从 mR NA译制出来 的产物的结  构不完全相 同。某些蛋 白质 以“ 前体”的形式合成 ,   然后经蛋 白酶水解成长短不 同或者相互重叠的肽段  并各 自具有 特殊 的功 能  。例如 2 5 5个氨基 酸残  基 组成 的阿黑 皮原 (pr o—pj oⅡ l e 】 ano c 珊t. m’ POMC) 经 过  不同酶解加工作用可形成 促肾上腺皮质激素 、 a、 B   和 7促黑激素( Ms H) 口和 7一脂肪酸释放激素( h i P o .  

码序列中有一些特定序列, 某种转录因子可与之结 

1 x o p i c h o n n o n e ) 以及内啡肽等 7种活性肽 . P OMC翻译 

合并起反应, 从而参 与对转录过程 的调控 , 称 为“ 转 

加工的类型似取决于细胞类型特异的蛋白酶以及其 

某些蛋 白质译制  录调控元件” ( r e s p o n s e   e ] e me n t ) 。这些序列多由 8 —  他一些发育调节基 因的蛋 白产物 , 后往往其组成氨基酸残基受某种化学修饰诸如羟基  1 5b p基本单位组成  ( 5) 转录 ( 调节) 因子 转 录的  化、 磷酸化 、 乙酰化、 糖基化等等 。这些翻译后的修  进行除必需 RNA聚合酶外 , 尚需许多蛋白质性质的  据观察一般系由于细胞外信号( 如生长因子或神  转录因子参与 。其中一些转录因子 ( t r a n s c r [ p 6o nf a c .   饰, 诱导, 通过第二信使 ( 环腺苷酸、 c   、 二  t o m) 可看作是 RNA聚合酶 的亚单位 或辅助 因子而  经递质等) 共同发挥作用 ; 另一些转录因子可与上述调控元件 

脂酰甘油等) 作用的结果 , 也是真核细胞才具有的调 

中所识别的序列结 合, 从 而调控基 因的转录。转录 

控功能。磷酸化 的调控作用研究得较 为深入 , 调控 

因子有些是普遍存 在的, 有些是组织特异 的。哺乳 

转录过程的一些转 录因子 , 也往往因经磷酸化的修 

动物中的转 录因子 为数甚多 , 估计有 5 O O O个 左右,   而脑特有者约 1 5 0 0—2 5 0 0个  “’  J 。  

饰, 可改变其对其它基因转录的调控性 。例如 , 环腺 

2  2 转录后加工过程的调控 ( 1 ) 择剪辑 某些基  因转录的一条初始转 录产物, 通过选择性剪辑, 结果 

多的转录因子 , 它在 c AMP依赖性激酶或钙/ 钙调素  依赖性激 酶的作用下可被磷酸化 , 磷酸化 CREB进 

形成不同的 mR NA并进 而译制成 几种肽链 , 这种情 

而可增强靶基因的转录过程 ‘ …。  

苷酸调控元件结合蛋 白( C REB) 是一个近来研究较 

况在神经系统 中可找到许多实例 . ①人髓鞘碱性蛋  白( MB P) 的基 因由 7个 外显于组成 , 其初始转录物  经选 择剪 辑后形成 四种 不 同 mRNA, 结果 翻译 为 21  

5k D、 2 0 k D( 缺第 2外显子编码信息 ) 、 1 8. 5 k D( 缺第 2  

外显子) 和1 7 k D( 缺第 2和第 5外显子) 等 四种同源  异构蛋 白质 ( i s o f o r m, 同种型 ) 。②髓 鞘蛋 白脂蛋 白 

参考 文 献  1   si  ̄  ̄t   GJ , e t   a l   B∞k ∞ l m  peas,5  ed.R㈣ 2  K 

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审稿 : 郭新民 责任编辑 ; 张作虎 

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浅 谈我 国护理教 育 的发展 现 状及 对 策  驮桂 灵

冉忠杰。  

鸡 西市哈 医大分校 护理 系 

1 58100  

护理教育是关系到提高我国护理水平 , 加速护  理队伍建设 , 适应科学发展 , 加快实施科教兴国 , 全 

基本形成 , 为护理专业的发展奠定了基础。   1. 2 护理教育存在的问题 我 国的护理教育水平 

面迎接 21世纪挑 战的重大问题。本文就我 国护理 

与其他学科相比有较大的差距 , 与其它发达国家相 

教育的发展现状及对策谈点 自己的看法。  

比差距更大, 主要受以下因素的影响 : ( 1) 学历层次 

1 我 国护 理教 育发展 现状 

低。自5 0年代起 , 我国的护理 教育 以中专 教育为  主, 1 9 8 3年才恢复护理本科教育。1 9 9 5年本科护理 

1. 1 高等护理教育正处于发展 阶段

护理 教育是 

护理专业发展的基础。当今医学模式 由传统的生物  医学模式转变为生物 一生理 一社会 医学模式 , 教育  思想和教育观念也随之发生更新和转变。护理的高  层次教育正在发展之中, 到 目前为止, 全 国共有 5 3 0  

人员才 占0. 2 6 %, 到2 0 0 0年, 有4 2所院校培养护理  本科 学 生 。而 日本 护 理 本 科 院 校 数 1 9 97年 达 52  所, 美国1 9 9 6年达 6 0 0余所 。由此 看来 , 我国现 阶 

所全 日制普通 中等卫 ( 护) 校, 每年培养 3~5万人 ,  

段护理人员的学历是以中专为主 , 学历偏低 , 在很大  程度上影响了护理教育。( 2 ) 师资队伍不健全 , 专业 

大专层次的护理教育高校已有 9 9所 , 本科层次的护 

不对口。我国的护理教师 , 尤其是 中专卫校护理教 

理教育院校已有 4 2所 , 全国已有 7个硕士点招收护  理专业研究生 。1 9 9 4~2 0 0 0年 , 在美 国中华医学 院 

师, 学历偏低 , 不能满足教学的需要 , 没有一整套的 

基金会( cMB) 的资助下 , 中国 8所卫生部直属重点 

教师梯队建设。大部分护理教师仍是在生物医学模  式下培养 出来 , 受传统的观念影响比较深 , 对于护理 

医科大学的护理系护理学院与泰国清迈大学护理系 

专业 的观念尚未完全转变 , 在很大程度上影响了护 

合办的“高等护理教育发 展项 目”( P H0NED) , 为我  国培养了 8 5名护理硕士研究 生。 目前 , 我 国中专 、  

理教育的专业发展。习惯上护理从属 于医疗 , 护士 

大专 、 本科 、 硕士 4个层次构成的护理教育体系 已经 

・ 璃 西 矿务 局 正 阳矿 医 院 内科  

只是医生助手, 部分教师受此种观念的影响, 对于护  理的价值观及情感的认识不够深刻 , 影响护理人才 

脑基因的表达与调控(2002)  

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