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研究目的:G蛋白参与的信号转导是生物体内非常保守且重要的信号转导机制。目前多数研究认为G蛋白以G蛋白偶联受体(GPCRs)的形式参与信号转导。我们课题组先前的研究已经发现,G蛋白抑制性α亚基1/3(Gαi1/3)以一种新的方式参与信号转导,即Gαi1/3参与到表皮生长因子(EGF)及其受体EGFR和角质细胞生长因子(KGF)及其受体KGFR激活下游AKT-mTORC1信号,并在信号转导过程中起到关键作用。生长因子信号激活后,Gαi1/3与生长因子受体结合蛋白2(Grb2)相关结合蛋白1(Gab1)以及生长因子受体形成复合物,且在生长因子受体对Gab1的磷酸化过程中起到关键作用。BDNF是神经系统中十分重要的营养因子,我们试图探究Gαi1/3是否在BDNF及其受体TrkB激活的下游信号通路中起到重要作用,并初步探索Gαi1/3对小鼠行为表型的影响。研究方法:野生型(WT)和Gαi1/3双敲除型(DKO)小鼠的胚胎成纤维细胞(MEFs),Gαi1单敲除的MEF细胞,Gαi3单敲除的MEF细胞,野生型(WT)分别转入干扰Gαi1和Gαi3表达的siRNA的MEF细胞,Gab1敲除的MEF细胞,作为我们研究的主要细胞模型。用BDNF分别处理WT和DKO两种MEF细胞,用Western Blot方法检测细胞中下游接头蛋白Gab1以及MAPK/ERK信号通路(Erk)和AKT-mTORC1信号通路(Akt,S6,mTOR,GSK3α/3β)的活化水平。检测WT、Gαi1-KO、Gαi3-KO和Gαi1/3-DKO四种细胞在BDNF处理后下游信号的活化水平差异。检测WT、Gαi1-siRNA、Gαi3-siRNA、DKO四种MEF细胞在BDNF刺激后下游信号的活化水平差异。在DKO MEF细胞中重新转入Gαi1和Gαi3,检测这两种细胞与WT、DKO MEF在BDNF刺激后的下游信号的活化水平差异。利用RNA干扰技术,通过小鼠脑立体定位,于ICR小鼠海马区注射干扰病毒,检测小鼠行为学变化。结果:Western Blot结果显示,与野生型(WT)MEF相比,Gab1敲除的MEF细胞,表现出下游MAPK/ERK信号通路(Erk)和AKT-mTORC1信号通路(Akt Ser473/Thr308,S6,mTOR)活化水平大幅度降低甚至缺失,说明与我们在EGF和KGF上的研究类似,Gab1在BDNF信号通路中也起到重要作用。与野生型(WT)MEF相比,双敲除型(DKO)MEF表现出BDNF刺激后下游衔接蛋白Gab1以及MAPK/ERK信号通路(Erk)和AKT-mTORC1信号通路(Akt,S6,mTOR,GSK3α/3β)活化水平大幅度降低甚至缺失。与WT MEF相比,Gαi1-siRNA、Gαi3-siRNA、Gαi1-KO、Gαi3-KO的MEF细胞在BDNF刺激后下游信号均有轻微减弱,Gαi2-KO的MEF细胞在BDNF处理后,下游信号没有显著变化。而DKO MEF中重新转入Gαi1和Gαi3后,在BDNF刺激下,下游信号活化有明显的提高。这些均说明Gαi1和Gαi3在BDNF介导的信号通路中有非常关键的作用。结论与创新:我们发现了Gαi1和Gαi3在BDNF信号转导通路中的重要作用,进一步明确了BDNF激活下游信号的分子机制,同时也进一步确定G蛋白α亚基参与信号转导的新方式。Gαi1/3有望成为相关领域的全新靶点。