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神经系统特异性启动子

启动子是基因的一个组成部分，其作用相当于“基因开关”，即

控制基因表达的起始时间和表达的程度。一般来说，启动子是位于结

构基因5’端上游的DNA序列，它本身并不控制基因活动，但是能与

转录因子这种蛋白质结合，指挥着RNA聚合酶的活动，从而指导RNA

复制。因此通过选择对于细胞种类有特异性的启动子，可以将各种基

因操作限制在特定种类的细胞里，从而特异地研究这一类细胞的功能。

神经系统细胞主要包括神经元（neuron）和神经胶质细胞

（neuroglia）两大类。神经元是一种高度分化的细胞，是神经系统的

基本结构和功能单位，它具有感受刺激和传导兴奋的功能，根据产生

的神经递质可分为谷氨酸能神经元、氨基丁酸（GABA）能神经元、

胆碱能神经元、多巴胺能神经元、五羟色胺能神经元等。在神经系统

中，神经胶质细胞的数量比神经元多几十倍，一般可分为星形胶质细

胞、少突胶质细胞、小胶质细胞以及周围神经系统中的施万细胞等，

由于缺少Na+通道，各种神经胶质细胞均不能产生动作电位，即不传

导兴奋。

神经元特异性启动子

1.神经元特异性启动子：hSyn是humanSynapsinI的缩写，

hSyn启动子是人SYN1基因的启动子，SYN1基因表达产生Synapsin

I蛋白，是特异表达在神经元内的蛋白，因此一般选择hSyn启动子作

为神经元的特异性启动子。SynapsinI蛋白主要表达在轴突末端，特

别是在突触小泡的膜上，在调节轴突生成和突触形成方面发挥重要作

用；

2.前脑谷氨酸能神经元特异性启动子：CaMKII是

Ca2+/calmodulin-dependentproteinkinaseII的缩写，它是由

Ca2+/调钙蛋白复合物调节的丝氨酸/苏氨酸特异蛋白激酶。CaMKIIa

是组成CaMKII的主要亚基，在成年小鼠脑内的表达模式如图所示（图

1）。在前脑中，CaMKIIa特异地表达在兴奋性神经元（即谷氨酸能神

经元）中，因此CaMKIIa启动子能作为兴奋性神经元特异性启动子。

已经发现，在突触后致密区，CaMKIIa在维持CaMKII的激活方面发

挥关键作用，而且也有研究表明，CaMKIIa基因敲除小鼠的LTP频率

很低，此外，这些小鼠的海马中没有持久、稳定的位置细胞；

3.GABA能神经元特异性启动子：GAD1和GAD2是编码生成谷

氨酸脱羧酶（GlutamicAcidDecarboxylase，GAD）两种亚型

GAD65和GAD67的基因，其中GAD1基因编码产生GAD65，GAD2

基因编码产生GAD67。GAD催化谷氨酸（glutamate）的脱羧反应，

产生γ-氨基丁酸（GammaAminoButyricAcid，GABA）和CO2。

一般来说，GABA是起抑制性作用的神经递质，也就是说表达产生

GABA的神经元一般来说是抑制性神经元，因此GAD1和GAD2启动

子可以作为抑制性神经元的特异性启动子。VGAT是vesicularGABA

transporter的缩写，由Slc32a1基因编码的转运体，其作用是将

GABA神经递质转运入突触囊泡中，因此Slc32a1启动子也可以作为

GABA能神经元的特异性启动子；

图1.CaMKIIa在成年小鼠脑内的表达模式

4.胆碱能神经元特异性启动子：能合成乙酰胆碱并以乙