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肝再生磷酸酶(PRL)家族基因在多种癌症中上调表达并与癌症的发生发展密切相关。然而PRL磷酸酶的细胞生物学生理功能以及分子机制仍不清楚。在本课题研究中，我们利用果蝇这一模式生物来研究PRL同源基因的生物学功能。
构建突变体是研究基因功能的常用方法，我们首先采用CRISPR/Cas9基因编辑技术制备prl-1基因的等位突变果蝇株。我们发现敲除prl-1基因并不影响果蝇的正常发育过程以及个体形态变化，但是PRL-1活性丧失的突变体果蝇出现翅膀竖直上翘(held-up wings)的表型，并且随着果蝇年龄增加表型逐渐加重。使用高浓度的二氧化碳处理羽化出壳三天的突变体果蝇，这种翅膀竖直上翘的表型会在短时间内出现并急剧增加。使用其它的麻醉剂处理的突变体果蝇的翅膀姿态却没有任何变化，这说明CO2是诱导突变体表型的关键因素。透射电镜分析显示，突变果蝇的间接飞行肌(IFM)内部的肌肉结构形态正常、线粒体并无明显缺陷。我们在拯救实验中发现PRL-1的缺失诱导的翅膀上翘的表型是由于神经系统的特异性缺陷引起的。在果蝇神经系统中过表达果蝇PRL-1或者人源PRLs家族蛋白均能够抑制突变体果蝇翅膀的表型，这表明PRL家族蛋白在果蝇和脊椎动物之间进化上的保守作用。
为了探索PRL-1在果蝇神经系统中的分布模式，我们通过免疫印迹证实PRL-1蛋白在成虫果蝇头部的表达，同时利用GAL4/UAS系统检测了PRL-1在果蝇神经系统中的特异性细胞类型分布模式。直接观察GFP荧光发现PRL-1在果蝇大脑的antennae和maxillarypalps中特异性表达。免疫染色实验显示，PRL-1在果蝇大脑中的antennallobe(AL)，mushroombody(MB)和MBcalyx区域显著表达。位于果蝇antennae中CO2感知神经元通过轴突投射到antennnallobe区域的V-小球(V-glomerulus)，而PRL-1在V-小球也有着显著的表达。我们利用RNA干扰(RNAi)技术在PRL-1突变体中敲低CO2感觉神经元受体Gr21a，发现经过高浓度CO2处理的相应子代果蝇不再呈现翅膀上翘的现象。这些结果表明敲除PRL-1突变果蝇中出现的翅膀上翘表型是通过CO2神经环路介导的。
为了探索PRL-1调控果蝇翅膀姿态的相关蛋白分子，我们检测了PRL-1与Uex的相互作用。GST沉降和免疫共沉淀实验显示PRL-1能够与Uex直接结合，这与哺乳类中的相关报道一致，同时证明PRL-1/Uex复合物在进化上的保守性。免疫荧光染色显示PRL-1和Uex共同定位在果蝇S2细胞的细胞膜上。在果蝇神经系统中降低Uex蛋白的表达时，我们观察到相似的翅膀上翘的表型。蛋白印迹分析表明PRL-1活性丧失的突变体果蝇中的Uex的表达显著下降。在果蝇神经系统中过表达Uex能够拯救突变体果蝇翅膀的表型，这表明Uex是PRL-1的直接下游分子，而且PRL-1通过与Uex结合来控制果蝇翅膀姿态的平衡。
对比PRL-1和Uex的表达模式，我们发现这对蛋白都在果蝇大脑的蘑菇体中表达。引入MB特异性表达的Gal80抑制GAL4在MB区域的作用，发现神经系统中敲低uex诱导的表型显著下降。此外，我们将一个拷贝的PRL-1突变引入到这一实验中时，发现翘翅膀的果蝇所占的比例有着明显的增加。这些结果表明PRL-1/Uex复合物在一个共同的信号通路中，共同调节着翅膀的姿势。
我们的研究首次显示PRL-1保护果蝇免受过量CO2造成的神经系统损伤。PRL-1通过与Uex形成复合物在果蝇翅膀状态的神经调节中起着重要作用。这可能表明PRL和CNNMs在脊椎动物的新功能。
构建突变体是研究基因功能的常用方法，我们首先采用CRISPR/Cas9基因编辑技术制备prl-1基因的等位突变果蝇株。我们发现敲除prl-1基因并不影响果蝇的正常发育过程以及个体形态变化，但是PRL-1活性丧失的突变体果蝇出现翅膀竖直上翘(held-up wings)的表型，并且随着果蝇年龄增加表型逐渐加重。使用高浓度的二氧化碳处理羽化出壳三天的突变体果蝇，这种翅膀竖直上翘的表型会在短时间内出现并急剧增加。使用其它的麻醉剂处理的突变体果蝇的翅膀姿态却没有任何变化，这说明CO2是诱导突变体表型的关键因素。透射电镜分析显示，突变果蝇的间接飞行肌(IFM)内部的肌肉结构形态正常、线粒体并无明显缺陷。我们在拯救实验中发现PRL-1的缺失诱导的翅膀上翘的表型是由于神经系统的特异性缺陷引起的。在果蝇神经系统中过表达果蝇PRL-1或者人源PRLs家族蛋白均能够抑制突变体果蝇翅膀的表型，这表明PRL家族蛋白在果蝇和脊椎动物之间进化上的保守作用。
为了探索PRL-1在果蝇神经系统中的分布模式，我们通过免疫印迹证实PRL-1蛋白在成虫果蝇头部的表达，同时利用GAL4/UAS系统检测了PRL-1在果蝇神经系统中的特异性细胞类型分布模式。直接观察GFP荧光发现PRL-1在果蝇大脑的antennae和maxillarypalps中特异性表达。免疫染色实验显示，PRL-1在果蝇大脑中的antennallobe(AL)，mushroombody(MB)和MBcalyx区域显著表达。位于果蝇antennae中CO2感知神经元通过轴突投射到antennnallobe区域的V-小球(V-glomerulus)，而PRL-1在V-小球也有着显著的表达。我们利用RNA干扰(RNAi)技术在PRL-1突变体中敲低CO2感觉神经元受体Gr21a，发现经过高浓度CO2处理的相应子代果蝇不再呈现翅膀上翘的现象。这些结果表明敲除PRL-1突变果蝇中出现的翅膀上翘表型是通过CO2神经环路介导的。
为了探索PRL-1调控果蝇翅膀姿态的相关蛋白分子，我们检测了PRL-1与Uex的相互作用。GST沉降和免疫共沉淀实验显示PRL-1能够与Uex直接结合，这与哺乳类中的相关报道一致，同时证明PRL-1/Uex复合物在进化上的保守性。免疫荧光染色显示PRL-1和Uex共同定位在果蝇S2细胞的细胞膜上。在果蝇神经系统中降低Uex蛋白的表达时，我们观察到相似的翅膀上翘的表型。蛋白印迹分析表明PRL-1活性丧失的突变体果蝇中的Uex的表达显著下降。在果蝇神经系统中过表达Uex能够拯救突变体果蝇翅膀的表型，这表明Uex是PRL-1的直接下游分子，而且PRL-1通过与Uex结合来控制果蝇翅膀姿态的平衡。
对比PRL-1和Uex的表达模式，我们发现这对蛋白都在果蝇大脑的蘑菇体中表达。引入MB特异性表达的Gal80抑制GAL4在MB区域的作用，发现神经系统中敲低uex诱导的表型显著下降。此外，我们将一个拷贝的PRL-1突变引入到这一实验中时，发现翘翅膀的果蝇所占的比例有着明显的增加。这些结果表明PRL-1/Uex复合物在一个共同的信号通路中，共同调节着翅膀的姿势。
我们的研究首次显示PRL-1保护果蝇免受过量CO2造成的神经系统损伤。PRL-1通过与Uex形成复合物在果蝇翅膀状态的神经调节中起着重要作用。这可能表明PRL和CNNMs在脊椎动物的新功能。