Mass Spectrometric Application in Neuroscience.
저자
발행사항
Ann Arbor : ProQuest Dissertations & Theses, 2016
학위수여대학
The University of Wisconsin - Madison Neuroscience
수여연도
2016
작성언어
영어
주제어
학위
Ph.D.
페이지수
221 p.
지도교수/심사위원
Adviser: Lingjun Li.
Mass spectrometry based comparative proteomics and peptidomics for neuroscience application have been reported in this thesis using different animal and human models. These work are enabled by improved methods that have been developed for neuropeptide characterization and shotgun proteomics. Chapter 1 presents an overview of the background information of each project described in this thesis. In Chapter 2 we employed a combination of cryostat dissection, heat stabilization, neuropeptide extraction and label-free quantitative neuropeptidomics via a liquid chromatography-high resolution mass spectrometry platform to monitor the feeding-induced changes in neuropeptide expression levels within the nucleus accumbens (Acb). We showed feeding caused the expression level changes of ProSAAS. We further performed a microinjection using ProSAAS neuropeptides to the rat Acb. We showed that at high concentration, big LEN significantly increased rats' food and water intake. In addition, both big LEN and PEN at high concentration altered locomotion and rearing.
Chapter 3 details my work in Alzheimer's disease (AD) biomarker discovery. By optimized molecular weight cutoff filtration and in house-constructed database, 645 peptides were identified. Interestingly, 42 proSAAS peptides discovered were exclusively cleaved either from N- or C-termini of the proSAAS protein precursor. Glycoproteins were enriched by lectin affinity chromatography, enabling identification of 795 glycoproteins. One way ANOVA was applied for statistical analysis, a total 15 proteins were found differentially expressed among the three groups. The dynamic changes of transthyretin that exhibited initial increase in MCI followed by decrease in AD were reported for the first time.
In Chapter 4, a comparative study of membrane protein in mouse hippocampi was conducted by shotgun proteomics. In this study, AT-1 Tg (acetyltransferase) mouse model that selectively overexpresses human AT-1 in neurons. We found a large set of differentially expressed proteins that are involved in neuronal migration and adhesion, neurite outgrowth, transport of synaptic vesicles, assembly of synaptic connections, and regulation of synaptic activity.
Chapters 5 and 6 reported on our method development for neuropeptide characterization and detection. Conclusions and research summaries are presented in Chapter 7. Collectively, this dissertation develops several improved mass spectrometric methods for neuropeptide analysis and showcases several important applications in neuroscience.
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