抗精神病藥物對(duì)少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育和髓鞘形成的作用和機(jī)制研究.pdf

1、中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的髓鞘是由少突膠質(zhì)細(xì)胞(Oligodendrocyte，OL)包繞神經(jīng)元軸突所形成的多層膜性結(jié)構(gòu)，具有加快神經(jīng)傳遞、絕緣及營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)元軸突的作用。成熟的少突膠質(zhì)細(xì)胞來(lái)源于其前體細(xì)胞(Oligodendrocyte progenitor cell，OPC)，在最終包繞軸突形成髓鞘之前，OPC需歷經(jīng)一系列的發(fā)育過(guò)程，包括：髓鞘相關(guān)基因的表達(dá)和細(xì)胞形態(tài)的改變。越來(lái)越多的研究表明，很多精神異常疾病都與少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育異常、脫髓鞘或髓

2、鞘再生障礙有關(guān)。因此，促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育分化成為治療、改善精神異常癥狀的潛在靶點(diǎn)。而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有賴(lài)于對(duì)OPC發(fā)育分化調(diào)控機(jī)制的深入研究。
　　 目前，在精神異常疾病的治療中，首選仍為各類(lèi)抗精神病藥物，其中第一代(典型性)抗精神病藥物，如氟哌啶醇(Haloperidol，HAL)和第二代(非典型性)抗精神病藥物，如喹硫平(Quetiapine，QUE)在髓鞘修復(fù)過(guò)程中的作用并不相同。本研究首次證實(shí)，在OPC發(fā)育過(guò)程中，HA

3、L促進(jìn)OPC增殖，抑制其分化成熟；而QUE對(duì)增殖無(wú)明顯影響，卻可以促進(jìn)OPC的發(fā)育和髓鞘形成。但目前機(jī)制仍不清楚。
　　 近年來(lái)的大量研究顯示轉(zhuǎn)錄調(diào)控在少突膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育分化中發(fā)揮著重要的作用，而其中的轉(zhuǎn)錄因子Olig1，已被證實(shí)在少突膠質(zhì)細(xì)胞終末成熟中，具有尤其重要的作用，但其作用的具體途徑或機(jī)制仍不清楚。我們?cè)赒UE處理后，發(fā)現(xiàn)OPC成熟加快并伴有Olig1核漿定位變化時(shí)間的提前。推測(cè)：Olig1的核漿定位可能與OPC的分化

4、成熟具有密切聯(lián)系。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)：Olig1在OPC分化發(fā)育過(guò)程中可發(fā)生磷酸化修飾，磷酸化的Olig1定位于胞漿，非磷酸化的Olig1定位于胞核；而且定位不同的Olig1具有不同功能：胞核定位的Olig1促進(jìn)MBP表達(dá)，胞漿定位的Olig1促進(jìn)細(xì)胞突起生長(zhǎng)和髓鞘形成。
　　 本研究分為以下四個(gè)部分：
　　 第一部分：高效、經(jīng)濟(jì)培養(yǎng)少突膠質(zhì)前體細(xì)胞的方法建立
　　 本部分通過(guò)使用不同的培養(yǎng)基，在較短時(shí)間內(nèi)獲得大量

5、的OPC，并通過(guò)較溫和的分離方式進(jìn)行純化培養(yǎng)。主要結(jié)果如下：
　　 1、通過(guò)運(yùn)用不同配方的培養(yǎng)基，從混合培養(yǎng)的膠質(zhì)細(xì)胞中分離出OPC，方法易于掌握。
　　 2、提高了OPC的得率和純度；避免了傳統(tǒng)培養(yǎng)方法中的機(jī)械損傷。
　　 3、本培養(yǎng)方法不使用商品化的細(xì)胞生長(zhǎng)因子，花費(fèi)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)方法，可普遍推廣。
　　 本部分所建立的模型能在體外較好地模擬體內(nèi)的發(fā)育成熟過(guò)程，為少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育調(diào)控、藥物篩選和藥理機(jī)制等

6、研究，提供了一種有效的手段和工具。
　　 第二部分：兩種抗精神病藥對(duì)OPC發(fā)育分化的作用比較
　　 本部分旨在利用新生大鼠發(fā)育模型、離體純化OPC培養(yǎng)模型和兩種共培養(yǎng)模型，檢測(cè)髓鞘相關(guān)基因、蛋白的表達(dá)以及髓鞘形成情況，闡明典型性抗精神病藥HAL及非典型性抗精神病藥QUE對(duì)OPC發(fā)育分化的不同影響。主要結(jié)果如下：
　　 1.HAL促進(jìn)OPC增殖，而抑制其分化發(fā)育和突起生長(zhǎng)。
　　 2.QUE特異性促進(jìn)OPC

7、分化發(fā)育、髓鞘形成，但對(duì)其增殖無(wú)明顯作用。
　　 以上結(jié)果說(shuō)明，在OPC發(fā)育過(guò)程中典型性抗精神病藥物HAL與非典型性抗精神病藥物QUE具有不同效應(yīng)。QUE特異性調(diào)控少突膠質(zhì)細(xì)胞的髓鞘形成潛能，可作為促進(jìn)髓鞘再生、治療脫髓鞘疾病新藥開(kāi)發(fā)的研究靶點(diǎn)。
　　 第三部分：喹硫平調(diào)節(jié)OPC分化及髓鞘形成的分子機(jī)制
　　 本部分采用Microarray篩查離體模型在QUE處理之后的基因表達(dá)情況，著重觀察抗精神病藥物QUE對(duì)轉(zhuǎn)

8、錄因子Olig1的調(diào)控作用。主要結(jié)果如下：
　　 1.QUE上調(diào)Olig1的表達(dá)水平。
　　 2.QUE調(diào)控Olig1核漿定位變化。
　　 以上結(jié)果提示QUE促進(jìn)OPC分化發(fā)育和髓鞘形成的分子機(jī)制可能是通過(guò)MAPK(ERK1/2)通路的激活和Olig1的核漿定位變化。
　　 第四部分：磷酸化轉(zhuǎn)錄因子Olig1調(diào)節(jié)OPC分化及髓鞘形成的機(jī)制
　　 本部分采用在體、離體模型，擬闡明在OPC正常發(fā)育分化

9、過(guò)程中，Olig1發(fā)生核漿定位變化的分子機(jī)制，以及Olig1在促進(jìn)OPC分化成熟和髓鞘形成中的具體作用。主要結(jié)果如下：
　　 1.Olig1的磷酸化水平參與核漿定位變化調(diào)控。
　　 2.Olig1-S138絲氨酸位點(diǎn)在Olig1磷酸化修飾和核漿定位變化調(diào)控中具有重要作用。
　　 3.胞核定位Olig1促進(jìn)髓鞘基因的表達(dá)，胞漿定位Olig1促進(jìn)細(xì)胞突起生長(zhǎng)和膜狀結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展。
　　 這些發(fā)現(xiàn)揭示了轉(zhuǎn)錄因子Ol

10、ig1在少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育中的作用機(jī)制，也為研究促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化發(fā)育和髓鞘形成調(diào)控機(jī)制提供了新的切入點(diǎn)。
　　 綜上所述：我們利用多種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，證實(shí)典型性抗精神病藥物與非典型性抗精神病藥物對(duì)OPC發(fā)育具有不同作用；其中非典型性抗精神病藥物QUE可上調(diào)Olig1表達(dá)水平，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子Olig1核漿定位變化提前；而Olig1的核漿定位受磷酸化修飾調(diào)控，不同的細(xì)胞定位發(fā)揮不同生物學(xué)功能。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果不僅為髓鞘異常參與精神疾病發(fā)病