Deep sequencing and high-resolution imaging reveal compartment-specific localization of Bdnf mRNA in hippocampal neurons

doi:10.1126/scisignal.2004520

.2013年12月17日；6（306）：rs16。

doi:10.1126/scisional.2004520。

深测序和高分辨率成像揭示了Bdnf mRNA在海马神经元中的区域特异性定位

特里斯坦·J·威尔¹, 乔治·图舍夫, 丽莎·科钦, 贝尔奎斯·纳西姆·阿西尔, 伊凡·J·卡吉加斯, 苏珊·汤姆·迪克, 埃林·舒曼

附属公司

PMID： 24345682
预防性维修识别码：项目编号5321484
内政部： 10.1126/第2004520节

深测序和高分辨率成像揭示了Bdnf mRNA在海马神经元中的区域特异性定位

特里斯坦·J·威尔等。科学信号. 2013.

.2013年12月17日；6（306）：rs16。

doi:10.1126/scisional.2004520。

作者

特里斯坦·J·威尔¹, 乔治·图舍夫, 丽莎·科钦, 贝尔奎斯·纳西姆·阿西尔, 伊凡·J·卡吉加斯, 苏珊·汤姆·迪克, 埃林·舒曼

附属

¹德国法兰克福马克斯·冯·劳厄大街4号马克斯·普朗克脑研究所突触可塑性系，邮编：60438。

PMID： 24345682
预防性维修识别码：项目编号5321484
内政部： 10.1126/第2004520节

摘要

脑源性神经营养因子（BDNF）是神经营养因子家族中的一种小蛋白，调节各种脑功能。尽管人们对其转录是如何调控的了解很多，但内源性BDNF mRNA的丰度及其亚细胞定位模式仍存在争议。我们在大鼠海马体中使用了新一代测序和高分辨率原位杂交来重新检查这个问题。我们对大鼠海马脑片进行了3'端测序，检测到两种Bdnf亚型，其中包含一个短的或长的3'非翻译区（3'UTR）。大多数Bdnf转录物包含短3'UTR亚型，相对于其他神经元转录物，其含量较低。Bdnf mRNA存在于大鼠海马脑片的体细胞隔或培养的大鼠海马神经元的体细胞中，但在树突状突起中很少检测到。药物刺激海马神经元可诱导Bdnf表达，但不会改变Bdnf异构体丰度的比率。研究结果表明，内源性Bdnf mRNA虽然含量较低，但主要定位于海马神经元的体细胞隔室。与其他神经元mRNA相比，这两种Bdnf mRNA亚型的半衰期都较短。此外，研究结果表明，使用互补的高分辨率技术可以提供内源性转录物丰度的敏感测量。

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利益冲突声明

竞争利益：作者声明，他们没有相互竞争的利益。

数字

**图1。内源性*Bdnf公司*海马区mRNA表达较弱。**
(A类)显示长（顶部）和短的基因结构示意图（底部）3′UTR亚型*Bdnf公司*. (B类)基因组显示3′端序列读取映射的浏览器视图*Bdnf公司*.突出显示读数和产生的亚型灰色。3′端基的峰值代表位置和表达3′末端为UTR亚型，并确定亚型的预测。对于比较时，将显示RefSeq注释。这些数据代表了八个四只大鼠的海马。(C)3′端序列分析（3′end-Seq）显示两种基因的表达*BDNF公司*异构体(*Bdnf-CDS公司*表示短亚型）相对于*血管内皮细胞生长因子*和*凸轮2a*大鼠海马总量RNA。(天)的相对表达式值*Bdnf公司*亚型与*血管内皮细胞生长因子*和*凸轮2a*已确定通过qRT-PCR。数据是来自三个独立实验的平均值±SEM。(E类)长UTR异构体与*BDNF-CDS公司*海马中由3′端决定测序和qRT-PCR。数据为三个独立数据的平均值±SEM实验。(F类)NanoString计数*Bdnf-CDS公司*或*凸轮2a*从海马提取的100 ng总RNA组织。数据是来自三个独立实验的平均值±SEM。

**图2。内源性*BDNF公司*mRNA主要表达于神经元胞体。**
(A类)显示以下表达式的条形图*Bdnf公司*在里面大鼠海马体层和神经膜层的3′端测定测序、qRT-PCR和NanoString。3′端测序数据来自八只河马的代表。qRT-PCR和NanoString的数据是指±三个独立实验的SEM。(B类)高分辨率原位杂交检测*Bdnf公司*或*凸轮2a*游离海马中的转录物（品红色）体外培养21天后的神经元（DIV 21）。树突状物用MAP2抗体（第一组为红色，其余为灰色）；原子核是DAPI染色（4′，6-二氨基-2-苯基吲哚）面板，其他面板为绿色）。比例尺，20µm。第一个面板（黑色背景），显示原始图像；对其他图像进行了处理杂交信号的更好可视化*Bdnf-CDS，Bdnf-UTR公司_长的*，或*凸轮2a*.(C)7µm厚的高分辨率原位杂交取自4周大鼠的海马切片。图像经过处理如（B）所示，但树突染色从处理过的图像。(天)基因组浏览器视图显示分布具有代表性的体细胞和神经膜之间的3′端测序读数来自四只大鼠海马的数据。

**图3。的表达式*Bdnf公司*随着活动的变化而变化。**
(A类和B类)高分辨率原位杂交*Bdnf-CDS公司*游离海马神经元的信使核糖核酸（绿色）第21部分。MAP2（灰色）标记树枝晶；DAPI（蓝色）标记细胞核。比例尺，20微米。用载体（A）或40µM处理神经元荷包牡丹碱（Bic）12小时（B）。(C)平均值散点图对照细胞（A）或细胞原位杂交的荧光强度用荷包牡丹碱（B）治疗。au，任意单位；名称。，不重要。数据来自三个独立实验的50个细胞***P（P）*<0.0088，Mann-Whitney试验。(天和E类)杂交*Bdnf-CDS公司*如（A）和（B）所述；神经元用载体（D）或10 nM PACAP处理2小时（E）。比例尺，20微米。(F类)平均荧光强度散点图来自（D）和（E）。数据来自三个独立实验的100个细胞。***P（P）*<0.0063，Mann-Whitney试验。(**G公司**和**H（H）**)表达式的条形图*Bdnf-CDS公司*或*Bdnf-UTR公司_长的*治疗后荷包牡丹碱（G）或PACAP（H），通过qRT-PCR测定。数据为平均值±SEM来自三个独立的实验****P（P）*< 0.0001,独立的t吨测验。(我)的散点图的稳定性*Bdnf公司*亚型（短，CDS；长，UTR）通过qRT-PCR测定。数据显示三个实验中有一个具有代表性独立实验；每个独立实验的数据如所示图S4C。

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