四种特异类型感觉神经元的外周投射研究

发布时间：2020-11-16 06:21

　　 位于背根神经节(DRG)中的感觉神经元具有高度的特异性和多样性。在发育过程中,不同类型的DRG神经元由于表达不同的感觉特异性离子通道和受体而具有不同的功能,其外周投射部位也有所不同。了解不同类型感觉神经元外周投射情况,对于揭示感觉神经元的发育及其功能的调控机理具有重要的指导意义。我们根据由DRG神经元大规模单细胞RNA测序获得的感觉神经元分类结果,选定了一系列特异性标记分子标记的DRG神经元进行检测,包括MrgprA3和SST标记的NP2和NP3组非肽能无髓鞘神经元、VGluT3标记的C-fiber低阈值机械感受神经元,以及我们之前发现的由PtgIr标记的NF3及PEP2组肽能神经元。利用不同特异性标记分子的Cre小鼠与Rosa26 ~(LSL-PLAP)或Rosa26 ~(LSL-tdTomato)报告小鼠交配,通过组化染色或荧光成像研究相应类型感觉神经元的特异性外周投射部位和分布特点;针对PtgIr基因在发育过程中表达范围呈动态变化的特点,我们还使用带有mCherry报告基因的AAV病毒进行实时侵染,从而特异性检测在成年期表达该基因的感觉神经元的外周投射。结果显示,MrgprA3~+神经纤维主要投射于皮肤,在少数内脏器官和骨骼肌中有少量分布;SST~+神经纤维则在皮肤和多种内脏器官及骨骼肌中有较广泛分布;VGluT3~+神经纤维同样在皮肤和多种内脏器官中有较广泛分布,但不投射于骨骼肌;PtgIr~+神经纤维则投射于回肠、大肠(结肠和直肠)、膀胱等内脏器官以及骨骼肌中,在皮肤中则完全未检测到阳性信号分布。这些结果说明不同类型感觉神经元的外周投射部位具有高度特异性和多样性,也为进一步研究各自的功能提供了线索。
【学位单位】：杭州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q421
【部分图文】：

有利的环境变化做出反应，通过不同的感觉信号和感觉通体很快适应环境的变化，作出恰当的反应(Basbaum et al., 20依据解剖学的基础，可以将神经系统分为CNS 和 PNS(Wol椎动物的神经发育过程中，神经外胚层（neuroectoderm）（notochord）中胚层的诱导下，先形成神经板，神经板边缘神经褶沿背部向中线汇聚，形成中空的神经管，神经管发枢神经系统。周围神经系统来源于神经嵴细胞，一群位于外特殊细胞(Basch et al., 2006)。在 BMP（bone morphogenetic的作用下，诱导神经嵴中的多能干细胞分化，使其发育成经系统的某些关键部分（图 1.1 a，b），特别是交感神经系的边缘部分，例如肠神经系统等等(Doupe et al., 1985, Garcíadéric and Patrik, 2007)。在神经嵴细胞（NCCs，neural crest

图 1.2 感觉神经元谱系的三波神经发生。在发育过程中，DRG 神经元产生于三波神经发生在小鸡体内，先产生大直径的神经元，然后是小直径的神经元。在早期迁移的 NCCs 中，每个 NCC（占整个迁移的 NCCs 的三分之一）可以分裂成 3.1 个 DRG 神经元，发育成大直径的神经元和胶质细胞，为第一波神经发生，在 DRG 神经种群中占 4%。在整个 NCCs 迁移的过程中，平均每个 NCC（占整个迁移的 NCCs 的三分之二）可以分裂成 35.9 个 DRG 神经元，之后发育成大直径的神经元、小直径的神经元和胶质细胞，为第二波神经发生，在DRG 神经种群中占 91%。第三波是位于运动神经元和感觉神经元的出入口的边界帽细胞，主要发育成小直径的神经元和胶质细胞，在 DRG 神经种群中占 5%(Frédéric and Patri2007)。1.2 DRG 神经元的分类背根神经节中的感觉神经元对许多不同的刺激都有反应。区分不同感觉类型的能力反映在功能和形态学特化的感觉神经元上。神经元的多样性是逐步形成的，一直延续到出生后。每种功能类型的感觉神经元都具有独特的分子特征，包括表达独特的离子通道，并对独特的刺激因子产生应答。在不同的发育环境中转

图 1.3 RNA 转录组测序图谱分析的 DRG 分类。基于无偏倚 RNA 转录组测序图谱分析提出的感觉神经元分类。图中最顶部黑色字体为感觉神经元的分类。图中顶部的基因是用于神经元亚型的标记分子（红色是新的分子标记，黑色是以前使用过的分子标记）。图中底部的基因是该领域中普遍研究的标记分子。方括号标示的是感觉神经元的功能和类型(Dmitry et al.,2015)。1.3 DRG 神经元外周投射的相关研究进展目前，人们对外周神经的具体投射情况还没完全了解，但根据初级感觉神经纤维的神经元胞体都集中在 DRG 里，DRG 是假单极神经元，它的一个轴突末端可以投射到表层组织（最大的器官——皮肤）或深层组织（真皮、肌肉、骨骼和内脏器官）的机械性感觉受体，伤害性感觉受体和本体感觉受体(Frédéric andPatrik, 2007, Basbaum et al., 2009, Patrick et al., 2011)，另一轴突末端可以投射到脊髓中（在脊髓中可以形成突触并通过脊髓神经元将信息向上传递到脑干）(Yanget al., 2013)。故感觉神经元可以参与传递和应答刺激，构成神经回路。然而不同
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本文编号：2885727