Aplegen Omega Lum在扣帶回前皮層(ACC)研究中的應(yīng)用

2019年7月22號(hào)，第四軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院武勝昔、王文挺研究團(tuán)隊(duì)等人在 Nature Neuroscience 上在線發(fā)表了題為 Anterior cingulate cortex dysfunction underlies social deficits in Shank3 mutant mice 的研究論文。
研究背景：社會(huì)行為包括各種社會(huì)信息的認(rèn)知、整合與處理，經(jīng)對(duì)人類和嚙齒類動(dòng)物進(jìn)行的許多研究表明，扣帶回前皮層(ACC)在解剖學(xué)和功能上與從事社會(huì)信息處理的廣泛區(qū)域相連，很可能是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的信息中心。常見的社會(huì)行為缺陷是自閉癥譜系障礙(ASD)患者的核心癥狀之一，其行為障礙背后的神經(jīng)問題仍未被很好地理解。
 
研究結(jié)論1：SHANK 3是一種與各種突觸后密度蛋白相互作用的興奮性突觸后支架蛋白。它在突觸后神經(jīng)遞質(zhì)受體和信號(hào)分子的靶向、錨定和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)中起著重要作用。研究人員通過對(duì)比WT和Shank 3 KO小鼠AMPA 受體各亞基表達(dá)量，證明在具有高置信度候選ASD基因Shank 3突變的小鼠中，扣帶回前皮層(ACC)錐體神經(jīng)元的谷氨酸能突觸存在結(jié)構(gòu)和功能損傷。
Western blot是蛋白研究中基礎(chǔ)的一個(gè)方法，不同處理?xiàng)l件下蛋白會(huì)有不同的表達(dá)量。在蛋白表達(dá)差異較小時(shí)，如何能夠精確的定量，反映差異性，是廣大研究者比較關(guān)心的問題。Omega Lum化學(xué)發(fā)光成系統(tǒng)，使用超冷科研級(jí)CCD，大光圈鏡頭，可以高清晰度的呈現(xiàn)不同樣品蛋白表達(dá)的對(duì)比圖像，同時(shí)具有較寬廣的動(dòng)態(tài)范圍，能夠準(zhǔn)確的定量分析出WT和KO小鼠中各突觸亞基的輕微變化。
  Figure 1  Shank3 deletion reduced the GluR1 subunit of the AMPA receptor in the ACC.
(a-b)谷氨酸受體各亞基 GluR1, GluR2, NR1, NR2A , NR2B and β-actin在野生型（WT）和基因敲除型（KO）小鼠中的表達(dá)對(duì)比圖。Shank 3基因敲除后，GluR1表達(dá)量明顯下降。
 
研究結(jié)論2：條件敲除Shank 3足以引起興奮性突觸功能障礙和社會(huì)互動(dòng)障礙，選擇性增強(qiáng)ACC活性，恢復(fù)Shank 3在ACC中的表達(dá)，或全身注射α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸受體陽性調(diào)節(jié)劑可改善Shank 3突變小鼠的社會(huì)行為。該研究結(jié)果直接證明了ACC在調(diào)節(jié)小鼠社會(huì)行為方面的作用，并表明ACC功能障礙可能與ASD的社會(huì)損害有關(guān)。 Figure 2  Conditional Shank3 deletion in the ACC recapitulates AMPA receptor protein expression impairments in ACC.
(a-b)谷氨酸受體各亞基GluR1, GluR2, NR1, NR2A , NR2B and β-actin在野生型（WT）和條件基因敲除型（CKO）小鼠中的表達(dá)對(duì)比圖。各受體在CKO小鼠中表達(dá)量均有所下降。 Figure3 Adult restoration of Shank3 expression in the ACC increased AMPA receptor subunit expression.
(a-b)恢復(fù)Shank 3基因后，各受體亞基GluR1, GluR2, NR1, NR2A, NR2B and β-actin的表達(dá)量也隨之恢復(fù)。
 
文章中所有涉及蛋白印跡雜交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均由美國Aplegen公司的Omega Lum化學(xué)發(fā)光凝膠成像系統(tǒng)完成，該成像系統(tǒng)具有一系列優(yōu)勢(shì)：
1.高分辨率：840萬物理像素，保證原始圖像高清晰度
2.染料兼容性強(qiáng)：配置紫外、藍(lán)光、白光多種光源
3.高靈敏度：可達(dá)fg級(jí)
4.型號(hào)多樣：不同的應(yīng)用選擇