神经系统的异常发育会导致神经发育相关的疾病,如孤独症。其中,突触黏附分子在神经细胞的分化发育中起着十分重要的作用。Neuroligin3不仅是突触前、后膜均有分布的跨膜蛋白,而且也是孤独症的易感基因。最近的研究发现,Neuroligin3在突触的成熟和NMJ的分化发育中起着重要的作用,但其作用机制并不清楚。本实验室以果蝇为模式生物,用高通量测序和生物化学的方法对其进行研究,探讨果蝇Neuroligin3分子在神经发育中的作用机制。果蝇Neuroligin3与脊椎动物Neuroligin高度同源,共编码1158个氨基酸。我们实验室之前的研究表明Neuroligin3胞内段存在和细胞核共定位的现象,虽然这种共定位现象的生理意义并不明确,但基于目前研究的提示:即孤独症患者大脑皮层中存在大量基因的差异表达。由此我们推测,Neuroligin3通过影响基因的表达参与神经系统发育的调控。为了探索Neuroligin3通过影响基因的表达参与神经系统发育调控的假说,首先通过在果蝇细胞S2中过表达Neuroligin3的胞内段,细胞免疫荧光染色和western blot分析均显示,胞内段和细胞核有共定位,以及在胞浆蛋白中检测到了 flag信号,说明Neuroligin3有参与基因表达调控的可能;其次,运用高通量测序RNA-seq对野生型果蝇(W1118)和neuroligin3突变果蝇的头部进行转录组测序,结果显示,neuroligin3的突变会导致大量基因的差异表达,说明Neuroligin3参与基因的表达调控;随后利用GO分析,发现下调的基因中存在各个系统发育相关的基因。综上所述,本研究工作完善了实验室之前的工作,通过过表达Neuroligin3的胞内段,验证Neuroligin3参与基因表达调控的可能;转录组测序再一次从分子层面验证了Neuroligin3参与神经系统基因的表达调控,一旦neuroligin3突变,会导致神经系统的基因异常表达,而且这些异常表达的基因会严重影响神经系统的分化发育。本工作为进一步揭示Neuroligin3在神经系统的发育分化中的机制研究提供了新的见解和方向,这些结果也进一步反映了突触黏附分子在神经系统发育分化和疾病中的重要作用。