内向整流钾通道Kir4.1在少突胶质细胞发育及髓鞘形成中的作用

发布时间：2017-06-08 09:04

  本文关键词：内向整流钾通道Kir4.1在少突胶质细胞发育及髓鞘形成中的作用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：少突胶质细胞(Oligodendrocyte,OL)是中枢神经系统(Central nervous system,CNS)的髓鞘形成细胞,对于髓鞘的形成以及神经信息的传递有着非常重要的作用。少突胶质细胞由少突胶质前体细胞(Oligodendrocyte precursor cell,OPC)分化而来。长期研究明确地表明,OL发育异常、脱髓鞘或髓鞘再生障碍参与了CNS多种疾病的形成,其中包括多发性硬化症(Multiple sclerosis,MS),视神经炎,肌萎缩侧索硬化,精神分裂症,抑郁症等精神疾病的病理生理过程。有最新研究显示内向整流钾离子通道4.1(Inwardly rectifying K channel 4.1,Kir4.1)在MS病人的病灶区表达异常,Kir4.1通道广泛分布在各种组织,因为该通道电压与电流的关系具有内向整流特性而得名。Kir4.1通道对调节神经的兴奋性、电解质的平衡和维持正常神经功能具有极为重要的作用,但其是否参与髓鞘化异常或者脱髓鞘疾病仍不清楚。少突胶质细胞由少突胶质前体细胞(Oligodendrocyte precursor cell,OPC)分化而来。目前关于Kir4.1在OL发育以及髓鞘形成中的作用还未见报道。目前我们的研究旨在Kir4.1是否参与CNS髓鞘发育。我们的实验数据显示,Kir4.1在体外培养的OPC和OL中均有表达,在诱导OPC分化为OL后,Kir4.1表达水平显著增高。加入Kir4.1特异性阻断剂地西帕明(Desipramine,DES)发现细胞中髓鞘相关蛋白(Myelin basic protein,MBP)信号明显减弱,MBP阳性细胞数明显低于对照,证实阻断Kir4.1功能会导致体外OPC分化受阻。同时,在少突胶质细胞系特异敲除Kir4.1通道的小鼠中发现胼胝体和视神经髓鞘发育异常,胼胝体OL细胞减少,海马组织和皮层组织MBP表达量降低。这说明在少突胶质细胞系中敲除Kir4.1会导致OL发育受阻和CNS髓鞘缺陷。这些结果提示向整流钾通道kir4.1在ol发育及髓鞘形成中发挥重要作用。研究目的:明确内向整流钾通道kir4.1是否在少突胶质细胞发育及髓鞘形成中发挥作用。研究方法:1.利用westernblot和细胞免疫组化检测opc分化的不同阶段,kir4.1及髓鞘相关蛋白mbp的表达情况。以甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase,gapdh)为内参,聚合酶链反应(polymerasechainreaction,pcr)方法检测kir4.1及mbp的mrna表达。2.利用kir4.1的特异性阻断剂desipramine在opc分化的不同阶段阻断kir4.1通道96h后,westernblot检测髓鞘相关蛋白mbp的表达情况。细胞免疫染色方法检测加入des后,mbp、少突胶质细胞系的标记蛋白olig2(oligodendrocytetranscriptionfactor2)、增殖细胞相关核抗原ki67和血小板源性生长因子α受体(α-receptorforplatelet-derivedgrowthfactor,pdgfrα)的表达情况。3.利用kir4.1f/f小鼠与少突胶质细胞系特异性表达olig1的cre小鼠杂交,构建在少突胶质细胞系中特异敲除kir4.1通道的遗传修饰小鼠品系olig1-cre。利用依来铬氰r染色法和电镜技术检测视神经髓鞘的形态学变化,利用confocal显微镜观察kir4.1敲除对ol细胞发育的影响。利用westernblot技术检测kir4.1敲除小鼠海马、大脑皮层以及脊髓中mbp的表达状况。主要结果:1.在体外培养的ol细胞中kir4.1通道蛋白和信使核糖核酸(messengerrna,mrna)的表达量较opc增加,ol细胞中mbp蛋白和mrna的表达量较opc也明显增加。2.体外培养的opc细胞中加入des后,mbp表达量明显下降,ki67和pdgfrα表达量明显增加。3.依来铬氰R染色和电镜观察显示Kir4.1敲除的小鼠视神经髓鞘发育异常,免疫荧光染色显示Kir4.1敲除的小鼠中Olig2、成熟少突胶质细胞标记物(adenomatous polyposis coli(APC)tumor suppressor protein,CC-1)表达量下降。Western blot显示Kir4.1敲除小鼠海马和大脑皮层中MBP表达量明显下降,脊髓中MBP表达量无明显变化。结论:1.内向整流钾通道Kir4.1在少突胶质细胞发育过程中发挥重要作用;2.阻断内向整流钾通道Kir4.1会抑制少突胶质前体细胞的分化;3.内向整流钾通道Kir4.1的功能异常会影响中枢神经系统的髓鞘形成。
【关键词】：向整流钾离子通道4.1 少突胶质细胞 少突胶质细胞前体细胞 髓鞘
【学位授予单位】：宁夏医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R338
【目录】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-10
• 英文缩写词表10-13
• 前言13-18
• 材料与方法18-35
• 实验结果35-46
• 讨论46-49
• 结论49-50
• 参考文献50-53
• 文献综述53-62
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 攻读学位期间发表的学术论文63-65
• 个人简历65

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