【摘要】：神經發(fā)生(neurogenesis)是指神經干細胞(neural stem cells,NSCs)發(fā)生一些列的活動,包括干細胞的增殖、分化、遷移、凋亡等過程。在嚙齒類以及靈長類的動物中,公認的神經發(fā)生的部位有兩個區(qū)域,即海馬齒狀回(dentate gyrus,DG)的顆粒細胞下層(subgranular zone,SGZ)以及側腦室(Lateral Ventricles,LV)的室管膜下區(qū)(subventricular zone,SVZ)。伴隨著研究海馬齒狀回成體神經發(fā)生的不斷深入,對于科學家們更多的了解大腦功能,明確中樞神經系統(tǒng)的損傷原因等都有很重要的作用;大腦皮層是神經系統(tǒng)中最為復雜的結構,其形成過程多樣、復雜,任何一個過程產生問題,則不可避免的產生各種神經系統(tǒng)疾病,例如癲癇、亨廷頓舞蹈癥、半側巨腦癥等。百草枯(Paraquat,PQ,C_(12)H_(14)Cl_2N_2)是非選擇性除草劑,對人畜具有強毒性,可經皮膚、呼吸道和消化道進入人體,引起多系統(tǒng)毒性反應。近年來,百草枯的大量使用引發(fā)了人們對其長期低劑量接觸的慢性毒性作用和對生態(tài)環(huán)境影響的擔憂。諸多流行病學研究表明百草枯的長期暴露可導致神經系統(tǒng)病變,將一定程度上引起阿爾茨海默癥、帕金森綜合癥等神經系統(tǒng)疾病。而阿爾茲海默癥的臨床表現則是記憶的喪失,因此推測可能與海馬的成體神經發(fā)生有一點內在聯(lián)系。另外,在神經發(fā)育早期,由于血腦屏障發(fā)育不完善及一些功能蛋白活性很低或缺乏,發(fā)育早期易受到環(huán)境神經毒物作用的影響,導致神經生理功能的異常,并對成年后的中樞神經生理功能和防御機制造成影響。但是百草枯對成體神經發(fā)生以及發(fā)育期大腦皮層神經發(fā)生有什么作用呢?現在還不得而知。本研究通過摸索低劑量給藥百草枯,建立不同時期百草枯小鼠中毒模型,通過細胞培養(yǎng)、Morris水迷宮實驗、Western blot、BrdU活體注射、子宮內電擊轉染、多重免疫熒光染色以及熒光顯微鏡拍照技術,研究了百草枯對小鼠海馬和皮層神經發(fā)生的毒性作用。主要結果如下:1.體外實驗中,百草枯影響細胞增殖,誘導細胞凋亡。利用細胞培養(yǎng)以及免疫熒光染色發(fā)現百草枯處理后會抑制Neuro-2a細胞增殖,引起細胞死亡;使用Annexin V-FITC/PI雙染,利用流式細胞儀檢測發(fā)現百草枯會誘導PC12細胞凋亡;2.成年小鼠在體實驗中,百草枯處理后會影響小鼠成體神經發(fā)生以及空間學習記憶能力。成年小鼠染毒后,海馬齒狀回新生細胞數量減少,細胞存活率下降,另外細胞命運決定發(fā)生改變,Morris水迷宮實驗中實驗組小鼠逃離水面時間與對照組相比差異顯著,實驗組小鼠穿越隱藏平臺次數較少,空間學習與記憶能力受到影響;3.孕期暴露百草枯,影響皮層神經元形態(tài),VZ/SVZ神經干細胞增殖減少,細胞周期退出率受到抑制,神經元成熟減緩,神經元遷移也受到抑制。綜上述所,百草枯不僅影響成年小鼠海馬神經發(fā)生以及學習記憶能力,孕期暴露百草枯也會影響皮層神經發(fā)生以及神經元遷移。
【圖文】：

1-1: 海馬神經環(huán)路以及新生神經元產生。（A）齒狀回接收來自 EC 的信息，然后講信息通纖維傳出以后傳遞到 CA3 區(qū)以及投射到 CA2。（B）神經干細胞起源于齒狀回下顆粒細胞在顆粒細胞層逐漸成熟(Akers et al., 2018)。1. DG circuitry and generation of new neurons. (A) The DG receives input from the performant pEC and sends output through mossy fibers to the CA3 region and additional longitudinal projectiCA2. (B) NSPCs originate in the subgranular zone of the DG and gradually migrate into the grancell layer as they mature(Akers et al., 2018).成年 DG 神經發(fā)生的調控年 DG 神經發(fā)生受許多內在和外在因素的調節(jié)，包括藥物，，飲食，炎癥，體力境富集，壓力和創(chuàng)傷(Kempermann, 2011)�？梢韵胂�，這些因素通過促進或抑因（包括 DNA 甲基化，組蛋白修飾，染色質重塑和非編碼 RNAs）表達的動3

端腦神經干細胞以振蕩模式表達 Hes1（圖 1-2C, E）(Sh神經元素 2 和 Notch 配體 Deltalike 1 表達的振蕩。減少 Notch 信1-2E）并促進了樞神經基因的持續(xù)表達，這反過來誘導分化(ShHes1 的振蕩表達對于 NPC 的增殖似乎也很重要，因為持續(xù)高減少的增殖(Baek et al., 2006)。該模型可以補充側向抑制模型，otch 配體表達的分化細胞促進了鄰近細胞的自我更新，并解釋發(fā)育的早期階段調節(jié)細胞命運。胞的命運也受細胞周期長度調控。通常，進行對稱自我更新分不對稱細胞分裂的細胞周期更長（圖 1-2F）(Arai et al., 2011; Ca胞周期長度觸發(fā)過早神經發(fā)生(Calegari and Huttner, 2003)，而發(fā)生(Pilaz et al., 2009)并促進 IPC。這與 G1 期長度隨著神經發(fā)生加而增加的觀察結果相關聯(lián)(Takahashi et al., 1995)。它具有已經分裂的細胞中的 S 相更長，因為需要更廣泛的 DNA 修復以滿足的更高要求(Arai et al., 2011)。或者，細胞周期長度可以通過調振蕩模式影響細胞命運。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S859.8

【參考文獻】

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1 任今鵬,任惠民,蔣雨平;百草枯致帕金森病模型小鼠腦紋狀體多巴胺D1、D2受體變化[J];中華老年醫(yī)學雜志;2002年01期

2 丁正同,任惠民,蔣雨平,蔡振林,朱秋毓;百草枯對小鼠黑質紋狀體多巴胺能系統(tǒng)的影響[J];復旦學報(醫(yī)學科學版);2001年01期

本文編號：2646193