星形胶质细胞中敲除Dicer抑制髓鞘形成和修复的实验研究

来源 :中国人民解放军陆军军医大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fsdgvii
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越来越多的证据表明,星形胶质细胞参与调节少突胶质细胞(oligodendrocyte,OL)形成髓鞘的过程,但其中有很多相关机制仍不清楚。功能性非编码小RNA(microRNA)是细胞发育过程中一类非常重要的非编码RNA,发现并阐明星形胶质细胞中的mi RNA是否参与调节OL分化和髓鞘形成,及其在这一过程中所发挥的作用和机制,对于我们进一步了解星形胶质细胞与髓鞘的关系具有重要意义。Dicer作为一种核糖核酸酶,在microRNA的成熟过程中发挥了重要作用。为了探究星形胶质细胞中的microRNA对髓鞘形成的影响,我们通过转基因小鼠(hGFAP-Cre ERT;Dicer fl/fl)在星形胶质细胞中特异性地诱导Dicer的敲除,在其中加入报告基因(m T/m G),并在幼鼠出生后3到7天期间内用他莫昔芬进行诱导,并在诱导结束后进行如下观察:(1)通过免疫荧光染色的方式观察星形胶质细胞重组的有效率和特异性、观察不同阶段小鼠中枢神经系统(central nervous system,CNS)中星形胶质细胞的激活情况等;(2)通过电镜标本对幼鼠CNS中形成的髓鞘进行统计并通过一系列行为学实验对成年之后的小鼠的运动协调能力进行比较;(3)最后通过诱导脱髓鞘的方式来观察星形胶质细胞中Dicer敲除对髓鞘修复的影响。通过以上研究,我们主要得到了如下结果:1、hGFAP-Cre ERT可以介导星形胶质细胞特异性的重组为了验证hGFAP-Cre ERT能否诱导小鼠CNS中的星形胶质细胞发生特异性重组,我们在诱导后且携带报告基因的小鼠脑片上依次用以下抗原的抗体进行复染,胶质纤维酸性蛋白(GFAP)/脑脂结合蛋白(BLBP)(星形胶质细胞)、神经元核抗原(Neu N)(神经元)、CC1(成熟OL)、离子钙结合衔接分子(Iba1)(小胶质细胞)和硫酸软骨素蛋白多糖(NG2)(少突胶质细胞前体细胞)。通过一系列的荧光染色我们发现m GFP阳性的细胞与星形胶质细胞上的特异性标记物(GFAP/BLBP)共标。经过进一步的统计发现,皮层GFAP阳性细胞的重组率可以达到85%以上,胼胝体区BLBP阳性细胞的重组率可以达到60%以上。说明hGFAP-Cre ERT确实可以诱导发育期CNS中的星形胶质细胞发生特异性的重组。2、星形胶质细胞中Dicer敲除抑制OL生成髓鞘我们取出生7天小鼠的脊髓侧索做成电镜标本,并通过透射电镜进行观察拍照。统计后发现,Dicer选择性敲除组小鼠与对照组小鼠相比其形成髓鞘的轴突的密度显著降低,髓鞘g-ratio值显著升高,髓鞘厚度变薄。说明星形胶质细胞中Dicer的敲除会抑制发育期CNS髓鞘的形成。10天Dicer选择性敲除组小鼠脊髓中MBP阳性区域面积与CC1阳性细胞数目的减少也佐证了我们这一观点。此外,为了探究星形胶质细胞中Dicer的敲除是否会影响神经功能的发育,我们将出生后3天就开始诱导Dicer选择性敲除的小鼠喂养到成年,在其两个月的时候进行行为学测试,发现与对照组相比其运动协调能力显著下降。3、星形胶质细胞中Dicer敲除抑制了髓鞘破坏后的修复。为了探究星形胶质细胞中Dicer的敲除是否会影响成年小鼠损伤区域髓鞘的修复,我们对3月大的小鼠进行他莫昔芬诱导,并在诱导结束2天后通过在其胼胝体区域注射溶血性卵磷脂来诱导CNS脱髓鞘。髓鞘破坏诱发了CNS中髓鞘的自动修复过程,因而我们可以对不同组小鼠的髓鞘修复能力进行观察比较。MBP的免疫荧光染色结果显示Dicer选择性敲除组小鼠在诱导脱髓鞘后14天损伤区域MBP阳性区的面积与对照组相比显著减少,说明星形胶质细胞中Dicer的敲除可以抑制CNS损伤后髓鞘的修复。结论:星形胶质细胞中Dicer的敲除不仅会抑制髓鞘形成,而且抑制髓鞘修复。诱导新生小鼠CNS中星形胶质细胞敲除Dicer会导致其成年后运动协调能力的障碍。
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