小鼠大脑新皮质片层化和细胞周期变化的研究.pdf

摘 要 大脑皮质（cerebral cortex ）位于大脑表层，由灰质构成，是神经元胞体集中的地方。 按皮质板发育分化程度不同，可将大脑皮质分为异型皮质（allocortex ）和同型皮质 （isocortex ）或称为新皮质（neocortex ）。爬行类大脑皮质主要是由异型皮质构成，结构 相对简单，而哺乳类大脑皮质中90%为新皮质。新皮质神经元主要包括两个类型：兴奋 性锥体神经元（80%新皮质神经元）和抑制性中间神经元。大脑皮质的发育与神经细胞 的迁移、增殖、分化密切相关。细胞周期在调控脑的大小、组织的发生、神经分化和干 细胞的维持等方面具有重要的作用。对于大脑，人们以往多集中于对其形态、细胞构筑、 纤维联系及神经递质等方面的研究，而对于大脑新皮质片层化的形成过程中神经细胞增 殖特点、细胞周期与细胞迁移的关系及其特异性蛋白表达的研究较少。所以此问题的阐 清将进一步加深我们对大脑发育规律的认识，也能为某些神经系统退化性疾病提供必要 的帮助。 目的：探讨小鼠大脑新皮质片层化的组织发生过程和锥体细胞的发育；大脑新皮质 片层化过程中神经细胞增殖的规律；大脑新皮质片层化中细胞周期和神经细胞迁移的关 系以及特异细胞周期蛋白的表达特点。 方法：本课题应用免疫荧光、BrdU 和 DiI 标记等技术对胚胎和出生后小鼠大脑新 皮质进行形态学观察，对皮质BrdU 和CyclinD1 阳性细胞密度进行测量。 结果：① 小鼠大脑新皮质皮质板形成于E15 ，深层（第VI-V 层）片层化进程开始 于P0 ，浅层（第IV-II 层）的片层化趋势开始于P5 ，P7 时六层结构完全形成，但未呈 现片层化特点，P14 时小鼠大脑新皮质片层化的特点完全形成，P30 时片层化结构趋于 稳定。在大脑新皮质片层化过程中，幼稚的锥体细胞在E17 时呈椭圆形，树突有小分支， 在P15 时发育成熟，形状呈锥形并有复杂的顶树突和基树突。②BrdU 可以特异性标记 处于S 期的增殖细胞，P0 至P30 ，小鼠大脑新皮质片层化过程中,BrdU 阳性细胞在皮质 的表达逐渐减少。P0 时BrdU 阳性细胞密度最高，随后逐渐减少，细胞密度呈CUB 型 曲线变化，其发育过程中增殖神经细胞的差异有统计学意义，P ＜0.05 。③CyclinD1 和 CDK4 是细胞周期G1-S 期的特异性蛋白，P0 至P30 ，CyclinD1 阳性细胞密度呈CUB 型曲线先增加后降低，P12 较大，P0 和P30 较少，其发育过程中CyclinD1 阳性细胞密 I 度的差异有统计学意义，P ＜0.01 。CDK4 在小鼠大脑新皮质持续表达，P60 后逐渐减少。 结论：小鼠大脑新皮质片层化过程主要经历了细胞增殖、分化与迁移。P0 至 P30 是小鼠大脑新皮质片层化形成的主要阶段，P7 时大脑新皮质六层结构已经形成，P30 时 片层化结构成熟，整个过程遵循由内向外的原则，锥体细胞随片层化的形成而逐渐发育 成熟。P0 至P7 是神经细胞增殖活跃期，大脑新皮质片层化过程中神经细胞的增殖能力 随年龄增长逐渐减弱，这些增殖细胞是处于 S 期的祖细胞和神经胶质细胞。P7 至 P14 是皮质神经细胞迁移活跃期，迁移的细胞主要是处于G1-S 期的增殖细胞，其迁移在P12 时达到高峰。 关键词：新皮质片层化，神经细胞增殖，细胞周期，神经细胞迁移 II ABSTRACT The brains surface is cerebral cortex which is constituted by the gray matter where the nerve cells are concentrated. The cerebral cortex is divided into allocortex and isocortex,or as the neocortex. The structure of allocortex is simple.The cerebral cortex of reptiles is mainly constituted by allocortex, while 90% o