肝臟X受體β對(duì)皮質(zhì)和海馬發(fā)育中放射狀膠質(zhì)細(xì)胞向星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化的作用及機(jī)制研究.pdf

1、肝臟X受體(Liver X receptors，LXRs)為配體依賴的核受體超家族成員之一，包括LXRα和LXRβ兩種亞型。LXRα主要表達(dá)于脂類代謝旺盛的器官如肝臟，而LXRβ主要表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)。在哺乳類動(dòng)物腦皮質(zhì)發(fā)育中，早期新生神經(jīng)元位于皮質(zhì)深層，晚期以“由內(nèi)而外”的方式遷移至大腦皮質(zhì)的淺層。研究顯示LXRβ在大腦皮質(zhì)發(fā)育中呈發(fā)育學(xué)表達(dá)模式(developmentally expression pattern)，可影響胚胎發(fā)育中

2、晚期新生神經(jīng)元的遷移以及大腦皮質(zhì)板層的形成。在小腦發(fā)育中，LXR激動(dòng)劑可促進(jìn)小腦顆粒細(xì)胞由外顆粒層向內(nèi)顆粒層遷移，提示LXRβ在新生神經(jīng)元的放射狀遷移中發(fā)揮重要作用。
　　 放射狀膠質(zhì)細(xì)胞(radial glial cells，RGCs)來源于胚胎發(fā)育早期的神經(jīng)上皮，在胚胎發(fā)育早期作為干細(xì)胞來源之一產(chǎn)生新生神經(jīng)元，在胚胎發(fā)育中期RGCs作為細(xì)胞遷移的支架引導(dǎo)新生神經(jīng)元的遷移，在胚胎發(fā)育晚期RGCs開始向星形膠質(zhì)細(xì)胞以及室管膜上皮

3、細(xì)胞轉(zhuǎn)化，至生后兩周RGCs幾乎全部轉(zhuǎn)化為星形膠質(zhì)細(xì)胞和室管膜上皮細(xì)胞。在皮質(zhì)板層發(fā)育中如果RGCs分化加速，提前轉(zhuǎn)化為星形膠質(zhì)細(xì)胞，往往導(dǎo)致新生神經(jīng)元遷移障礙和皮質(zhì)板層發(fā)育異常。我們前期在LXRβ基因敲除小鼠中觀察到大腦皮層中RGCs長(zhǎng)纖維出現(xiàn)斷裂，突起形態(tài)出現(xiàn)異常。此外，在小腦發(fā)育過程中也觀察到LXR激動(dòng)劑TO901317可以抑制RGCs向星形膠質(zhì)細(xì)胞的提前轉(zhuǎn)化，提示LXRβ參與了RGCs的轉(zhuǎn)化而影響板層狀結(jié)構(gòu)的發(fā)育。
　　

4、 最近離體和在體實(shí)驗(yàn)均證實(shí)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(transfomunggrowth factorβ1，TGF-β1)/Smad4信號(hào)通路參與了皮質(zhì)RGCs向星形膠質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。LXR激動(dòng)劑通過抑制TGF B1/Smad4信號(hào)通路抑制小腦RGCs提前轉(zhuǎn)化。LXRβ敲除是否加速大腦皮層RGCs向星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化，其機(jī)制如何？目前尚不清楚。
　　 海馬同大腦皮層和小腦一樣，也屬于經(jīng)典的板層結(jié)構(gòu)，由分子層、顆粒細(xì)胞層及多形層三層結(jié)構(gòu)組成。在

5、海馬發(fā)育過程中，新生神經(jīng)元由顆粒下層遷往顆粒層。在遷移過程中RGCs作為導(dǎo)向性支架引導(dǎo)新生神經(jīng)元遷移。LXRβ是否通過影響海馬RGCs而影響海馬發(fā)育，其機(jī)制如何？目前仍不清楚。
　　 本實(shí)驗(yàn)擬采用RT-PCR和免疫組化分別檢測(cè)LXRβ在大腦皮質(zhì)和海馬發(fā)育過程中的表達(dá)模式。采用免疫組化觀察不同發(fā)育階段WT小鼠和LXRβ敲除小鼠中Nestin、BLBP以及GFAP在大腦皮質(zhì)和海馬的表達(dá)差異；采用Western Blot進(jìn)一步驗(yàn)證BL

6、BP和GFAP表達(dá)水平的改變。采用免疫熒光雙標(biāo)檢測(cè)WT小鼠和LXRβ敲除小鼠中BLBP-GFAP雙標(biāo)細(xì)胞在大腦皮質(zhì)的表達(dá)差異。采用RT-PCR檢測(cè)WT小鼠和LXRβ敲除小鼠大腦皮層TGFβ1和Smad4在不同發(fā)育時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)差異。
　　 主要結(jié)果如下：
　　 1.LXRβ在E18.5，P2，P7，P10及P14大腦皮質(zhì)及E18.5，P2海馬齒回中有豐富表達(dá)，其中在皮層中的表達(dá)水平從E18.5至P10逐漸升高。
　　

7、 2.隨著大腦發(fā)育，WT小鼠皮層內(nèi)Nestin標(biāo)記的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)在生后逐漸減少，與同齡WT小鼠相比，LXRβ敲除小鼠Nestin陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)減少以及纖維密度降低。
　　 3.WT小鼠皮層內(nèi)BLBP標(biāo)記的RGCs在E18.5時(shí)長(zhǎng)纖維跨越整個(gè)大腦皮層；在P2時(shí)部分細(xì)胞呈現(xiàn)成熟星形膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)；在P7時(shí)，具有成熟星形膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)的RGCs分布于整個(gè)大腦皮層；在P10和P14，具有成熟星形膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)的RGCs進(jìn)一步增多，LXRβ缺失導(dǎo)致

8、這一變化過程進(jìn)一步加速。
　　 4.Western Blot結(jié)果顯示，與同齡WT小鼠相比，在P2和P7 LXRβ敲除小鼠大腦皮質(zhì)中BLBP表達(dá)含量顯著降低(p<0.01)，GFAP表達(dá)含量顯著增高(p<0.01)。
　　 5.在P7和P10，與同齡WT小鼠相比，LXRβ敲除小鼠大腦皮質(zhì)中BLBP-GFAP雙標(biāo)細(xì)胞顯著增多(p<0.01)。
　　 6.在P2和P7時(shí)，與同齡WT小鼠相比，LXRβ敲除小鼠大腦皮質(zhì)中T

9、GF B1/Smad4表達(dá)水平顯著增高(p<0.05)：在P10和P14時(shí)，TGFβ1/Smad4表達(dá)水平在兩者之間無顯著差異(p>0.05)。
　　 7.在E18.5和P2時(shí)，與同齡WT小鼠相比，LXRβ敲除小鼠海馬齒回PCNA陽(yáng)性細(xì)胞顯著減少(p<0.05)，RGCs纖維密度顯著降低(p<0.05)，部分纖維出現(xiàn)斷裂。
　　 結(jié)論：
　　 以上研究結(jié)果提示LXRβ通過調(diào)節(jié)TGFβ1/Smad4信號(hào)通路而參與調(diào)