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

1、中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的髓鞘是由少突膠質(zhì)細胞(Oligodendrocyte，OL)包繞神經(jīng)元軸突所形成的多層膜性結構，具有加快神經(jīng)傳遞、絕緣及營養(yǎng)神經(jīng)元軸突的作用。成熟的少突膠質(zhì)細胞來源于其前體細胞(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)育過程，包括：髓鞘相關基因的表達和細胞形態(tài)的改變。越來越多的研究表明，很多精神異常疾病都與少突膠質(zhì)細胞發(fā)育異常、脫髓鞘或髓

2、鞘再生障礙有關。因此，促進少突膠質(zhì)細胞的發(fā)育分化成為治療、改善精神異常癥狀的潛在靶點。而這一目標的實現(xiàn)有賴于對OPC發(fā)育分化調(diào)控機制的深入研究。
　　 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)在髓鞘修復過程中的作用并不相同。本研究首次證實，在OPC發(fā)育過程中，HA

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

4、成熟具有密切聯(lián)系。進一步的研究發(fā)現(xiàn)：Olig1在OPC分化發(fā)育過程中可發(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MBP表達，胞漿定位的Olig1促進細胞突起生長和髓鞘形成。
　　 本研究分為以下四個部分：
　　 第一部分：高效、經(jīng)濟培養(yǎng)少突膠質(zhì)前體細胞的方法建立
　　 本部分通過使用不同的培養(yǎng)基，在較短時間內(nèi)獲得大量

5、的OPC，并通過較溫和的分離方式進行純化培養(yǎng)。主要結果如下：
　　 1、通過運用不同配方的培養(yǎng)基，從混合培養(yǎng)的膠質(zhì)細胞中分離出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)方法中的機械損傷。
　　 3、本培養(yǎng)方法不使用商品化的細胞生長因子，花費遠低于傳統(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)育成熟過程，為少突膠質(zhì)細胞發(fā)育調(diào)控、藥物篩選和藥理機制等

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，檢測髓鞘相關基因、蛋白的表達以及髓鞘形成情況，闡明典型性抗精神病藥HAL及非典型性抗精神病藥QUE對OPC發(fā)育分化的不同影響。主要結果如下：
　　 1.HAL促進OPC增殖，而抑制其分化發(fā)育和突起生長。
　　 2.QUE特異性促進OPC

7、分化發(fā)育、髓鞘形成，但對其增殖無明顯作用。
　　 以上結果說明，在OPC發(fā)育過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。QUE特異性調(diào)控少突膠質(zhì)細胞的髓鞘形成潛能，可作為促進髓鞘再生、治療脫髓鞘疾病新藥開發(fā)的研究靶點。
　　 第三部分：喹硫平調(diào)節(jié)OPC分化及髓鞘形成的分子機制
　　 本部分采用Microarray篩查離體模型在QUE處理之后的基因表達情況，著重觀察抗精神病藥物QUE對轉(zhuǎn)

8、錄因子Olig1的調(diào)控作用。主要結果如下：
　　 1.QUE上調(diào)Olig1的表達水平。
　　 2.QUE調(diào)控Olig1核漿定位變化。
　　 以上結果提示QUE促進OPC分化發(fā)育和髓鞘形成的分子機制可能是通過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、過程中，Olig1發(fā)生核漿定位變化的分子機制，以及Olig1在促進OPC分化成熟和髓鞘形成中的具體作用。主要結果如下：
　　 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促進髓鞘基因的表達，胞漿定位Olig1促進細胞突起生長和膜狀結構的擴展。
　　 這些發(fā)現(xiàn)揭示了轉(zhuǎn)錄因子Ol

10、ig1在少突膠質(zhì)細胞發(fā)育中的作用機制，也為研究促進少突膠質(zhì)細胞的分化發(fā)育和髓鞘形成調(diào)控機制提供了新的切入點。
　　 綜上所述：我們利用多種實驗模型，證實典型性抗精神病藥物與非典型性抗精神病藥物對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表達水平，促進轉(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，不同的細胞定位發(fā)揮不同生物學功能。本實驗研究結果不僅為髓鞘異常參與精神疾病發(fā)病