【摘要】：神經(jīng)發(fā)生是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域重要的基本研究問題之一。長久以來，神經(jīng)生物學(xué)家并不認(rèn)為成年哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)細(xì)胞具有再生能力，但近年來的研究表明，中樞神經(jīng)系統(tǒng)中也存在神經(jīng)干/前體細(xì)胞，主要分布在兩個腦區(qū)：海馬齒狀回的顆粒細(xì)胞下層和端腦的側(cè)腦室室管膜下區(qū)。SVZ的神經(jīng)干/前體細(xì)胞，經(jīng)嘴側(cè)遷移流長距離遷移至嗅球，經(jīng)由增殖、分化等過程后成為新的嗅球中間神經(jīng)元，并能夠取代凋亡或損傷的細(xì)胞，整合進(jìn)嗅覺信號通路而發(fā)揮作用。這一神經(jīng)發(fā)生通路被稱為室管膜下區(qū)-嗅球通路（SVZ-OB通路）。成年哺乳動物SVZ-OB通路終生存在，是研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)發(fā)生的絕佳模型。SVZ-OB通路中神經(jīng)干/前體細(xì)胞的神經(jīng)發(fā)生對嗅覺系統(tǒng)的發(fā)育和維持起關(guān)鍵作用，其機(jī)制研究也成為嗅覺系統(tǒng)發(fā)育生物學(xué)中的重要問題。因此，將SVZ-OB通路的神經(jīng)發(fā)生過程的機(jī)制作為深入研究的問題，有助于闡明成年哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常構(gòu)建過程，并為神經(jīng)發(fā)生異常相關(guān)疾病的臨床治療提供新的理論依據(jù)。 SVZ-OB通路神經(jīng)干/前體細(xì)胞的神經(jīng)發(fā)生是一個精密、復(fù)雜的過程，不僅受細(xì)胞內(nèi)部的信號分子影響，還與周圍細(xì)胞及其所表達(dá)的不同種類的細(xì)胞外信號分子密切相關(guān)。目前對該過程的具體調(diào)控機(jī)制了解仍然十分有限，已知的調(diào)控因子尚不能清楚地解釋SVZ-OB通路神經(jīng)干/前體細(xì)胞是怎樣維持其固定遷移模式、如何分化為不同的嗅球中間神經(jīng)元、如何調(diào)控不同神經(jīng)元亞型之間的數(shù)量、比例等問題。 研究表明，在嗅球的小球?qū)雍途o臨小球?qū)拥男嵘窠?jīng)層，富含嗅鞘細(xì)胞。嗅鞘細(xì)胞是嗅覺系統(tǒng)特有的一類神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，具有影響細(xì)胞遷移以及促進(jìn)再生等能力。嗅鞘細(xì)胞的存在，為嗅覺系統(tǒng)提供了一個不同于成年哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)的其它部分的微環(huán)境，其更有利于嗅受體神經(jīng)元的更新與再生，更適合嗅覺系統(tǒng)正常結(jié)構(gòu)和功能的維持。然而，目前對于嗅鞘細(xì)胞在嗅覺系統(tǒng)發(fā)育過程中的作用了解十分有限。時間和空間的條件都為嗅鞘細(xì)胞參與調(diào)控SVZ-OB通路的神經(jīng)發(fā)生過程提供了證據(jù)。本實(shí)驗(yàn)室在以往的研究中也曾證明，嗅鞘細(xì)胞吸引SVZa神經(jīng)干/前體細(xì)胞向嗅球遷移的現(xiàn)象，是通過分泌可溶性蛋白實(shí)現(xiàn)的，但至今尚不清楚其中起關(guān)鍵作用的是哪個分子，具體作用機(jī)制是怎樣的。這是本課題擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。 本課題結(jié)合運(yùn)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和形態(tài)學(xué)等方法與技術(shù)，針對鑒定出的嗅鞘細(xì)胞的特異分泌蛋白，著重探討了嗅鞘細(xì)胞分泌蛋白hemopexin在成體SVZ-OB通路神經(jīng)發(fā)生中的作用及其機(jī)制。具體研究內(nèi)容包括四個部分：第一部分運(yùn)用二維電泳和基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，通過比較分析嗅鞘細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞條件培養(yǎng)液中分泌蛋白的差異，鑒定嗅鞘細(xì)胞的特異分泌蛋白；第二部分運(yùn)用免疫組化等方法，明確SVZ-OB通路中hemopexin蛋白及其受體LRP1的表達(dá)情況；第三部分利用體外培養(yǎng)的SVZa干細(xì)胞球等模型，檢測hemopexin蛋白對SVZa神經(jīng)干/前體細(xì)胞遷移、增殖、凋亡以及分化的影響；第四部分借助對hemopexin基因缺陷型小鼠的形態(tài)學(xué)分析，闡明在體條件下hemopexin在SVZ-OB通路前體細(xì)胞神經(jīng)發(fā)生過程中的作用及其生理意義。 取得的主要結(jié)果如下： 1.通過雙向電泳和基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，分析OECs與ACs分泌的可溶性蛋白的差異表達(dá)，在OECs條件培養(yǎng)液中，鑒定出48個特異表達(dá)蛋白，其中之一為hemopexin。 2.運(yùn)用免疫組化等方法，明確hemopexin蛋白表達(dá)于體外培養(yǎng)的OECs以及嗅球組織的嗅神經(jīng)層和小球?qū)�，而其受體LRP1則表達(dá)于體外培養(yǎng)的SVZa神經(jīng)干/前體細(xì)胞以及嗅球的顆粒細(xì)胞層、僧帽細(xì)胞層。 3.通過體外培養(yǎng)SVZa神經(jīng)干細(xì)胞球等模型，我們觀察到，hemopexin蛋白能夠促進(jìn)SVZa神經(jīng)干/前體細(xì)胞的遷移，并誘使細(xì)胞骨架重組；加速SVZa神經(jīng)干/前體細(xì)胞向神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞方向分化，卻不影響其最終分化比例；但不影響SVZa神經(jīng)干/前體細(xì)胞的增殖和凋亡。 4.針對hemopexin基因缺陷小鼠的形態(tài)學(xué)分析顯示，hemopexin基因缺陷導(dǎo)致小鼠RMS中鏈?zhǔn)竭w移的干/前體細(xì)胞密度降低且排列松散；嗅球僧帽細(xì)胞數(shù)量減少且排列紊亂，嗅球中間神經(jīng)元亞型分化發(fā)生異常。 綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)hemopexin不僅能夠促進(jìn)SVZa神經(jīng)干/前體細(xì)胞向嗅球遷移并維持其鏈?zhǔn)竭w移狀態(tài)，影響其向嗅球中間神經(jīng)元的分化，而且還能改變嗅球僧帽細(xì)胞層的結(jié)構(gòu)。該結(jié)果提示hemopexin蛋白在SVZ-OB通路的神經(jīng)發(fā)生過程中具有重要作用。本研究有助于揭示調(diào)控SVZa神經(jīng)干/前體細(xì)胞神經(jīng)發(fā)生的新機(jī)制，并且，為深入了解嗅鞘細(xì)胞在嗅覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形成和功能調(diào)節(jié)中的作用，提供新的理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：第二軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R338

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2801087