小鼠眼球发育及神经酰胺作用机制的研究

发布时间：2018-11-12 12:28

【摘要】：脊柱类动物的眼因其功能是一个非常特殊的器官，因其特殊的结构和屈光系统一直是神经发育学学科中的研究热点。眼睛是由几个胚层来源的不同部分，经过一系列的诱导作用和时间，空间上的协调，所形成的一个具有精确功能的器官。眼的发育主要包括角膜、晶状体及视网膜发育，发育过程与神经细胞的迁移、增殖、分化密切相关。本课题选用C57BL/6J小鼠，对E8至P180年龄段的正常小鼠的角膜、晶状体及视网膜发育过程中神经干细胞的增殖，神经细胞的分化，细胞的凋亡以及重要调控蛋白的表达进行了系统的研究。另外，，有研究表明，神经鞘磷脂合成酶2基因敲除（sphingomyelin synthase2knockout, SMS2-/-）会造成体内神经酰胺的堆积，神经酰胺的堆积是否会影响小鼠视网膜神经细胞增殖与双极细胞的发育，有关这方面的研究较少。本课题选用SMS2-/-小鼠，应用免疫细胞化学及BrdU标记增殖细胞技术，对该问题进行研究，这将有助于我们深入理解视网膜的发育及神经酰胺的作用机制。目的：探讨角膜细胞的增殖与凋亡对角膜结构修复与塑形的作用；探讨晶状体细胞增殖对晶状体发生的作用及其与细胞周期之间的关系，研究Synaptophysin蛋白在晶状体发生过程中的作用；探讨视网膜细胞增殖与细胞周期之间的关系，以及视网膜神经细胞分化和突触连接形成对感光信息传递的作用；探讨神经酰胺堆积对视网膜发育的影响。方法：本课题应用HE染色、免疫荧光和BrdU技术等技术对胚胎和出生后小鼠角膜、晶状体、视网膜进行形态学观察，对视网膜BrdU和CyclinD1阳性细胞密度进行测量。结果：1.小鼠角膜的发生与细胞凋亡胚胎发育及出生后早期，角膜以实质层的发育为主。P14左右，角膜上皮细胞层开始增殖分化为两层细胞，同时内皮细胞也开始分化。至P30时，我们可以辨别出角膜的六层结构。BrdU阳性细胞主要存在实质层中成纤维细胞，出生以后也可见于角膜上皮细胞层和内皮细胞层。随着角膜发育，P10左右，其它层的BrdU阳性细胞都消失，仅存在于角膜上皮细胞层。PCNA阳性细胞在发育早期散在分布在角膜的各层，P14以后PCNA阳性细胞均匀的分布在角膜上皮细胞的基底层，并维持在稳定状态。在角膜发育早期，在各层可见许多细胞凋亡。 2.小鼠晶状体发育过程中细胞增殖及Synaptophysin蛋白的表达 E8左右，晶状体由最初的晶状体板分化而来，是由单层柱状上皮细胞围成的空泡，空泡再进一步分化，被原始晶状体纤维所替代，逐渐形成晶状体；BrdU和PCNA的阳性细胞主要分布在晶状体上皮细胞的前囊中央区，但P10以后BrdU阳性细胞已不在晶状体上皮细胞分布，而PCNA持续表达。Cyclin D1阳性细胞在胚胎期主要在晶状体上皮细胞的赤道部表达，出生早期在晶状体上皮细胞的前囊中央区，P5以后在赤道前区分布，赤道部有少量阳性细胞；在晶状体发育过程中，Synaptophysin可以在晶状体的基质中和赤道部的胞体中发现。 3.小鼠视网膜神经细胞的分化与突触的形成胚胎及出生后早期，Sox2和Cyclin D1主要分布在神经母细胞层和神经节细胞层，P5以后随着DCX迁移至内颗粒层，Sox2在P10以后未见分布，Cyclin D1在P14以后未见分布；神经节细胞是最早产生和分化成熟的神经元，然后是水平细胞、视锥视杆细胞、无长突细胞、双极细胞，其中，DCX在水平细胞中表达，在胚胎期及出生后早期，DCX在神经母细胞层标记的是未成熟的水平细胞；在胚胎期及出生早期SYN分布在神经母细胞层的中外三分之一处，随着小鼠的发育，SYN最终分布在外网层与水平细胞的接壤处。同时SYN持续在内网层表达。 4. WT和SMS2-/-仔鼠视网膜发育情况比较对WT和SMS2-/-仔鼠小鼠视网膜内BrdU和PKC-α阳性细胞数进行统计，发现BrdU和PKC-α阳性细胞密度无明显变化，差异无统计学意义，P0.05。结论：①首先在角膜的发育过程中，角膜的发育与其感光功能形成的过程相一致，角膜干细胞的增殖与其修复有关；有大量的凋亡细胞参与角膜结构的塑形。②其次在晶状体的发育过程中，细胞增殖对晶状体发育和晶状体的修复起着重要的作用；细胞周期蛋白Cyclin D1可能参与到调控赤道部细胞的消失，因此晶状体的透明度可以保持；Synaptophysin在晶状体的表达说明了它对晶状体的透明有着重要的作用，通过调控钙离子内流入胞体和基质中。③最后在视网膜的整个发育过程中，Cyclin D1细胞周期蛋白与Sox2转录因子调节视网膜祖细胞的增殖分化，确保在开眼时视网膜祖细胞分化成视网膜的各个神经元，保证视网膜神经元发挥功能；视网膜的神经细胞的产生有着特定的高度保守的顺序，其分化成熟与视网膜的结构功能成熟相一致；大量的突触素分布在内外网层，保证光感受器的信息在垂直方向上向前传递的同时，又向侧向扩散；④神经酰胺可能不参与调节小鼠视网膜的发育。
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【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R363

【参考文献】