Otx1突變和過(guò)表達(dá)情況下運(yùn)動(dòng)皮層第V層錐體神經(jīng)元的形態(tài)學(xué)分析.pdf

1、目的：大腦皮層(Cerebral cortex)是認(rèn)知功能、感知功能、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)揮的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)錄因子Otx1在大腦的形態(tài)發(fā)育中起關(guān)鍵作用，并高度表達(dá)于大腦皮層第五層的錐體神經(jīng)元中(Layer V pyramidal cells，L5PCs)。Otx1突變小鼠在第五層的軸突修剪過(guò)程有缺陷并表現(xiàn)出癲癇行為。盡管Otx1基因在大腦中的功能已被較廣泛研究，但Otx1基因是否對(duì)L5PCs形態(tài)功能發(fā)揮作用還不清楚。作為我們組進(jìn)行的系統(tǒng)研究Otx1基因

2、對(duì)L5PCs生理特性作用課題的一部分，本人論文重點(diǎn)研究Otx1基因突變對(duì)運(yùn)動(dòng)皮層L5PCs形態(tài)和以及對(duì)小鼠生長(zhǎng)的影響。
　　方法：用年齡相同的Otx1突變小鼠和正常小鼠，首先，通過(guò)體重測(cè)量比較，初步探究Otx1突變對(duì)小鼠生長(zhǎng)發(fā)育的影響;其次，對(duì)用全細(xì)胞膜片鉗記錄后的運(yùn)動(dòng)區(qū)腦片進(jìn)行免疫組化染色，利用Neurolucida系統(tǒng)對(duì)染色后的L5PCs進(jìn)行三維(3Dimensional，3D)重構(gòu)，以便進(jìn)行定量分析，來(lái)探究Otx1基因突變對(duì)

3、L5PCs形態(tài)發(fā)育是否有影響;最后，通過(guò)免疫熒光等技術(shù)觀察、分析Otx1點(diǎn)突變小鼠與正常小鼠相比在L5PCs的OTX1蛋白表達(dá)是否有差異。另外，使用子宮內(nèi)電穿孔技術(shù)(In uteroelectroporation，IUE)使Otx1基因過(guò)表達(dá)于大腦皮質(zhì)第二層或第三層皮質(zhì)(L2/3)的錐體神經(jīng)元中（pyramidal cells，PCs），在正常情況下Otx1基因不表達(dá)于這些皮層，以研究過(guò)表達(dá)情況下對(duì)PCs的形態(tài)影響。
　　結(jié)果：O

4、tx1突變小鼠體重明顯低于正常小鼠體重，統(tǒng)計(jì)學(xué)比較有明顯差異。在Otx1基因突變情況下，L5PCs基樹(shù)突的測(cè)量值與對(duì)照組比較顯著性減低。而在Otx1過(guò)表達(dá)的錐體細(xì)胞(PCs)與GFP對(duì)照組相比情況恰好相反:Otx1過(guò)表達(dá)的PCs基樹(shù)突參數(shù)顯示較高的測(cè)量值。對(duì)基樹(shù)突的分支節(jié)段(branch order)參數(shù)進(jìn)行分析，在Otx1基因突變情況下，L5PCs的平均節(jié)段數(shù)(segment number)和平均節(jié)段長(zhǎng)度(averagesegment

5、 length)都比對(duì)照組的測(cè)量值偏低，而過(guò)表達(dá)情況下結(jié)果正好相反:Otx1過(guò)表達(dá)的PCs的測(cè)量值偏高。免疫熒光和定量分析結(jié)果觀察到Otx1突變?cè)诖竽X皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)第五層的蛋白表達(dá)與對(duì)照組相比無(wú)明顯差異。
　　結(jié)論：盡管Otx1基因突變沒(méi)有影響到其在大腦皮層第五層上的蛋白表達(dá)，但其導(dǎo)致L5PCs基樹(shù)突形態(tài)改變。這些改變?cè)谝欢ǔ潭壬峡赡芘c這些神經(jīng)元在電生理特性及突觸連接方面的功能性變化相關(guān)。從總體看，Otx1基因作為轉(zhuǎn)錄因子對(duì)小鼠的生長(zhǎng)