穹窿海马伞切割大鼠海马内Brn-4mRNA的表达变化.docVIP

穹窿海马伞切割大鼠海马内Brn-4 mRNA的表达变化 硕士研究生 王 磊 导 师 金国华 教授 前 言 　 长期以来, 中枢神经系统（central nervous system，CNS）损伤后的再生一直是困扰人类的难题。传统认为成年哺乳动物脑内神经细胞不具备更新能力, 一旦受损乃至死亡便不能再生。然而随着研究的深入，这一传统观念逐渐被打破。事实上，早在上世纪60年代早期就有研究者观察到成年哺乳动物脑内有神经新生的现象[1,2]。直到1992年，Reynolds[3]和Richards[4]从成年鼠的纹状体和海马中分离出了神经干细胞（neural stem cells, NSCs）以后，才彻底消除了长期以来认为的成年中枢神经系统已经发育成熟，不具有再生能力的误区。此后，人们又相继发现成年哺乳动物中枢神经系统的其他区域如大脑皮质、嗅球、隔区、脊髓等也存在神经干细胞。近年来,人类胚胎及成年神经干细胞的分离培养也获得成功[5,6]。这些发现为中枢神经系统损伤、神经退行性疾病、脑肿瘤等的治疗提供了一个崭新的思路，其应用前景将十分广阔。目前，已有研究者利用神经干细胞的可扩增性和多分化潜能特性进行移植，治疗帕金森病、老年性痴呆、脊髓损伤、休克、癫痫、精神病等神经系统疾患[7,8]，取得了不少进展，但目前还尚处于实验阶段。 虽然，神经干细胞能够自我更新，不断分裂增殖，可为神经移植提供足够的细胞，可分化成为神经系统内大部分类型的细胞——神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞等[9]。但研究发现如不给予干预因素，大部分神经干细胞分化成了胶质细胞，仅少数分化为神经元。而且，将神经干细胞不加诱导地移植于受损或病变脑区，很少分化为所需的特异性神经元，难以发挥功能效应。因此充分利用神经干细胞的多分化潜能，诱导神经干细胞定向分化为特定类型的目的神经元，对于实现细胞替代治疗神经系统疾病十分重要。但如何使它们分化为所需要的特定神经元却一直是科学家们棘手的难题，也正是实现神经干细胞临床应用所需解决的首要问题。 神经干细胞发育分化的过程是外因和内因共同作用的结果，二者缺一不可。外因是指细胞以外的，对细胞发挥影响作用的一切因素，包括营养因素、分泌因素、代谢因素、物理化学因素、细胞间通讯、细胞周围微环境（niches）等。Nishino等[10]将神经干细胞移植到纹状体中，发现移植的神经干细胞可分化成酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase, TH）阳性神经元。Fricker等[11]将神经干细胞移植到海马后，分化成的神经元表达海马颗粒细胞特征性标记物Calbindin。这些研究提示神经干细胞周围环境一旦改变，如被移植到一个新的部位，受上述某些外部因素的影响，往往可诱导其向某一特定表型的细胞分化。体外研究中发现某些物质尤其是某些细胞因子能提高神经干细胞分化为神经元的比例，甚至诱导其定向分化为某一特定表型的神经元。例如，有研究发现碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor, bFGF）对培养的神经干细胞有明显的刺激增殖作用，而在低浓度下则有诱导神经干细胞向神经元分化的作用[12,13]。脑源性神经营养因子（brain-derived?neurotrophic factor, BDNF）和神经营养因子-3（neurotrophin-3, NT-3）能够分别提高神经干细胞分化成GABA能神经元和谷氨酸能神经元的比例[14]。在体研究发现白细胞介素-1（interleukin-1，IL-1）等能够诱导神经干细胞分化为成熟的多巴胺能神经元[15]。 内因是指细胞自身的，包括细胞膜、细胞质、细胞核等成分的状态，实质上就是细胞的基因表达状态。神经干细胞的分化，就是基因差异表达的结果，与多种基因（包括原癌基因和同源盒基因等）的激活和失活有关。许多转录因子参与了对细胞基因激活和失活的调控，它们在特定时间通过某一途径被激活后，引起或关闭下游基因的表达，决定着神经干细胞的分化命运。原癌基因（oncogene）是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高度保守。原癌基因编码的产物主要包括生长因子，如神经生长因子（nerve growth factor，NGF）；生长因子受体，如受体酪氨酸激酶fms、erbB等；蛋白激酶及其它信号转导组分，如src、ras、raf等；转录因子，如myc、fos、jun等。这些因子在胚胎早期即与同源盒基因相互作用，在神经干细胞的发育、分化、迁移过程中起重要作用。 自1983年在瑞士Gehring实验室发现同源盒基因至今，已有300多个同源盒基因被发现。经过多年的研究筛选，许多资料表明：有多种同源盒基因编码的转录因子参与神经干细胞的发育、分化和迁移