肝X受體β促進大腦背側皮質內放射狀膠質細胞向少突膠質細胞分化的作用研究.pdf

1、少突膠質細胞(Oligodendrocytes,OLs)是中樞神經系統(tǒng)(centralnervoussystem,CNS)的髓鞘形成細胞,能夠包繞軸突形成髓鞘介導神經元信息快速傳導。成熟的少突膠質細胞由少突膠質前體細胞(Oligodendrocyteprecursorcells,OPCs)進一步分化成熟而來。來源于胚胎腹側最早分化形成的OPCs在生后逐漸退化消失,背側皮質產生的OPCs在生后仍持續(xù)產生OLs并參與髓鞘形成。然而背側皮質O

2、PCs的產生途徑目前仍不明確。
　　放射狀膠質細胞(Radialglialcells,RGCs)源于胚胎發(fā)育早期的神經上皮,在大腦皮層發(fā)育早期主要作為神經前體細胞產生神經元,皮層發(fā)育中晚期則提供放射狀纖維引導神經元的遷移并參與皮層的板層構筑。隨著皮層發(fā)育和神經元遷移進程的減慢,RGCs由具有極性特征的雙極細胞逐漸轉變?yōu)槌墒斓男切文z質細胞和室管膜細胞。近年研究顯示RGCs的長纖維結構對髓鞘的形成具有重要調節(jié)作用;并且RGCs可能是背

3、側皮質OPCs產生的重要途徑。目前關于大腦背側皮質內RGCs向OPCs分化的調控途徑仍不明確。
　　肝X受體(LiverXreceptors,LXRs)屬于配體激活的核受體超家族成員,包括α與β兩個亞型,是體內調節(jié)膽固醇代謝的重要核受體。對兩型受體的表達模式分析表明:LXRα主要表達在脂代謝旺盛的組織與細胞如肝臟、脂肪組織、小腸等;而LXRβ則在全身具有廣泛性表達,并在CNS證實LXRβ在大腦皮層的表達呈明顯的發(fā)育學表達調控模式。

4、
　　在大腦皮層的發(fā)育過程中已經證實:LXRβ通過影響胚胎晚期皮層新生神經元的放射狀遷移而影響大腦皮質板層結構的形成,并且這一作用與LXRβ參與RGCs長突起形態(tài)的維持密切相關。在大腦皮質與小腦皮質中注意到:LXRβ缺失引起RGCs的長纖維顯著減少,并提前轉化成為星形膠質細胞。既往研究顯示:LXRαβ雙敲成年小鼠存在嚴重的髓鞘形成障礙,并且LXRαβ雙敲小鼠實驗變態(tài)反應性腦脊髓炎(Experimentalautoimmuneenc

5、ephalomyelitis,EAE)模型導致的脫髓鞘病變較野生型(WildType,WT))EAE模型顯著加重,提示LXRβ作為調控RGCs維持與轉化的重要調控分子,可能影響RGCs向星形膠質細胞或OPCs的分化,并進而影響成年CNS的髓鞘形成。
　　本課題首先采用免疫組織化學檢測LXRβ在胼胝體及室下區(qū)的發(fā)育學表達,明確LXRβ與白質發(fā)育的相關性。采用曠場實驗(Open-field)檢測6周及3月齡雄性WT和LXRβ敲除(LX

6、Rβknockout,LXRβKO)小鼠的自主活動能力;采用透射電鏡技術觀察6周及3月齡雄性WT和LXRβ敲除小鼠視神經及胼胝體的髓鞘結構。運用免疫組織化學技術檢測6周齡雄性WT和LXRβ敲除小鼠胼胝體處成熟OLs的標志物CC1的表達差異,檢測P10、P14、P6W髓鞘堿性蛋白(Myelinbasicprotein,MBP)在WT和LXRβ敲除小鼠胼胝體及皮層內的表達,結合蛋白免疫印跡(Westernblot,WB)進行半定量分析以明確

7、LXRβ與OLs成熟及髓鞘形成的相關性。同時采用免疫組化與WB比較在P2、P7、P10及P14時WT和LXRβ敲除小鼠背側皮質及胼胝體內血小板衍生生長因子受體α(Platelet-derivedgrowthfactorreceptor-α,PDGFRα)及少突膠質細胞轉錄因子2(Oligodendrocytelineagetranscriptionfactor2,Olig2)的表達差異,以明確LXRβ對皮質內OPCs產生及分化調節(jié)。采用

8、RGCs的標志物腦脂質結合蛋白(Brainlipidbindingprotein,BLBP)與PDGFRα或Olig2進行免疫熒光雙標,比較P2與P7時WT和LXRβ敲除小鼠背側皮質及胼胝體內雙標細胞的表達差異,以明確LXRβ對RGCs產生OPCs的調節(jié)。研究顯示,酒精暴露可能會引起腦內星形膠質細胞和小膠質細胞的活化,導致CNS發(fā)育障礙,進而導致髓鞘形成異常。本課題采用LXRs激動劑TO901317在酒精暴露之前進行預處理,檢測內源性L

9、XRβ活化后對髓鞘的保護作用。
　　主要結果如下:
　　1、LXRβ在P2,P7,P10,P14,P6W小鼠室下區(qū)及胼胝體中均有持續(xù)性的大量表達。
　　2、曠場實驗結果顯示:與同齡C57WT小鼠相比,6周齡的LXRβKO小鼠在10分鐘內運動的總路程明顯降低(P<0.01)、中央?yún)^(qū)域活動的路程與時間無明顯差異;3月齡的LXRβ敲除小鼠在10分鐘運動的總路程與WT小鼠比較亦明顯降低(P<0.05)。
　　3、電鏡結果

10、顯示:與同齡C57WT小鼠相比,6周齡的LXRβKO小鼠視神經與胼胝體中的髓鞘明顯減少,并且髓鞘較WT小鼠薄,有較多的脫髓鞘現(xiàn)象;在3月齡的LXRβ敲除小鼠視神經與胼胝體中脫髓鞘現(xiàn)象更為顯著。
　　4、6周齡LXRβ敲除小鼠背側皮質與胼胝體中MBP的表達較同齡野生小鼠相比顯著降低,胼胝體中CC1的表達也明顯降低。免疫組化結合WB檢測顯示在P10、P14與P6W時,LXRβ敲除小鼠皮質內MBP較WT小鼠明顯減少(P<0.05)。

11、r>　　5、P7,P10,P14時,OPCs的標志物PDGFR-α及影響促進OPCs形成并進一步發(fā)育分化的重要轉錄因子Olig2在LXRβ敲除小鼠胼胝體處的表達量顯著低于同齡WT小鼠。同時,WB證實,P7,P10,P14時,PDGFRα,Olig2蛋白在LXRβ敲除小鼠中的表達量明顯低于同齡WT小鼠。P2時胼胝體處Olig2與PDGFRα雙標細胞在野生小鼠顯著多于LXRβ敲除小鼠。
　　6、P2時WT野生小鼠室下區(qū)、胼胝體區(qū)可見大

12、量BLBP標記的RGCs同時表達OPCs的標記物PDGFRα及Olig2,LXRβ缺失導致雙標細胞顯著減少;而在P7野生小鼠與LXRβ敲除小鼠室下區(qū)及胼胝體區(qū)雙標細胞數(shù)均顯著減少。
　　7、制作酒精誘導的髓鞘損傷模型,加入LXRs激動劑進行保護后,星形膠質細胞標志物GFAP和小膠質細胞標志物Tomato-lectin的表達量明顯降低(P<0.01),而OPCs的標志物PDGFRα的表達量顯著增加(P<0.01)。
　　結論: