LKB1基因编码一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，称为LKB1或STK11，人的染色体定位在19p13.3，在鼠的定位为10号染色体，包括10个外显子，包含了大约15Kb的碱基。研究表明LKB1可以和多个细胞信号转导通路关联，是一个具有多种重要作用的蛋白质。最初的研究发现，线虫中决定细胞极性的PAR-4基因和LKB1基因是同源基因，进一步的研究表明，LKB1在小肠粘膜上皮细胞极性的建立和维持过程中起关键作用；对Peutz-Jeghers肿瘤综合症病人的研究发现，在50-75％的病人出现明显的LKB1变异，从而导致了小肠粘膜上皮细胞极性的紊乱；包括Peutz-Jeghers肿瘤，乳腺癌等的多种肿瘤组织中发现LKB1的表达出现异常变化，因此LKB1被认为具有抑制肿瘤的作用；在骨骼肌细胞，近几年也发现存在LKB1的表达，在糖代谢过程中发挥重要的作用。 2005年，免疫印迹实验结果显示LKB1蛋白在小鼠脑内存在明显的表达，结合目前已有的研究，即LKB1与多种细胞信号转导通路有关联，特别是和与细胞极性建立有关的重要分子和细胞信号转导通路有关联，迄今为止，许多问题仍不十分清楚，如：LKB1在大脑海马神经元表达与否?如果有表达，其功能是什么?在海马神经元的极性建立过程中是否发挥了作用?对于神经突起的生长发育、突触功能、神经元迁移有无影响?这些问题都没有得到系统的研究，本课题正是围绕这些问题进行的。 1.应用免疫组织化学和细胞化学染色技术，观察LKB1在不同发育阶段大鼠的海马脑区以及离体培养的大鼠海马神经元细胞中的表达情况。 2.设计针对鼠LKB1的siRNA，并构建pSuper-LKB1siRNA可以在真核细胞内表达的质粒，验证其对于神经元LKB1蛋白表达的抑制效率，选用抑制效率高的pSuper-LKB1siRNA质粒用于下一步的实验。 3.应用离体培养大鼠海马神经元电穿孔基因转染技术，以转染空载体的神经元为对照，建立神经元过表达LKB1和LKB1基因抑制模型，借以研究LKB1对于神经元极性、轴突和树突发育的影响；并探讨LKB1的这种作用和Cdc42细胞信号转导通路的关系。 4.结合电生理膜片钳全细胞记录技术，观察转染LKB1RNAi后离体培养大鼠海马神经元mEPSC的幅度以及频率的变化，探讨LKB1基因下调对于海马神经元突触功能的影响。 5.利用在体小鼠子宫内胚胎电穿孔脑内基因转染技术，观察LKB1基因下调对于大脑皮质神经元迁移的影响。 本研究表明： 1.LKB1在大鼠海马脑区和离体培养的大鼠海马神经元存在明显的表达。 2.LKB1基因下调影响了离体培养的海马神经元的轴突生长，和对照组相比，转染LKB1RNAi的海马神经元轴突长度明显增加，但不影响树突发育；LKB1的这种作用可能受到Cdc42细胞信号转导通路的影响。 3.LKB1基因表达下调影响海马神经元突触功能，使mEPSC的幅度和频率增加。 4.LKB1基因表达下调对于大脑皮层神经元的迁移没有影响； 第一部分 大鼠海马神经元LKB1的表达以及鼠pSuper-LKB1siRNA真核细胞表达质粒的构建 目的 1.观察LKB1在大鼠海马脑区以及在离体培养的大鼠海马神经元的表达。 2.设计并构建鼠的pSuper-LKB1siRNA真核细胞表达质粒，检测其对神经元LKB1蛋白表达的抑制效率，选取抑制效率最高的质粒应用到下一步的实验中。 3.质粒准备。 结论 1.LKB1在大鼠海马脑区和离体培养的大鼠海马神经元中存在明显的表达。 2.设计构建的pSuper-LKB1siRNA质粒对于神经元LKB1蛋白表达有较高的抑制效率，可以应用于下一步的实验。 第二部分LKB1基因下调对离体培养大鼠海马神经元轴突生长的影响 目的 1.研究LKB1基因下调对离体培养的大鼠海马神经元树突、轴突生长的影响 2.探讨LKB1的这种作用和经典的Cdc42信号转导通路的关系。 结论 1.LKB1基因下调导致培养海马神经元轴突的生长速度加快，在4d后最为明显，此时神经元轴突的生长长度较对照组明显增加。 2.LKB1基因下调对于海马神经元轴突生长的这种作用受到Cdc42细胞信号转导通路的影响，两者可能存在有一定关联。 第三部分LKB1基因下调对离体培养大鼠海马神经元突触传递的影响 目的 研究LKB1基因下调对离体培养的海马神经元mEPSC(微小兴奋性突触后电流)的影响。 结论LKB1基因下调可以增强培养海马神经元突触传递的效率。 第四部分 1子宫内胚胎电穿孔脑内基因转染技术的建立和优化 2LKB1基因下调对小鼠大脑皮质神经元迁移的影响 目的 1.借助生物物理技术建立一种高效实用的小鼠脑内基因转染技术，探讨其在神经科学/病学研究中的应用。 2.探讨LKB1基因下调对于小鼠大脑皮质神经元迁移的影响。 结论 1.子宫内胚胎电穿孔基因转染技术是一个很好的在体基因转染技术，可为神经科/病学研究提供一个很好的技术平台。 2.本实验表明LKB1基因下调对小鼠大脑皮质神经元的迁移没有影响。