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中枢神经系统中，5-HT神经环路是最重要的神经环路之一。这些源自缝核发出的神经轴突是由于释放神经递质5-HT（5-hydroxytryptamine），被称之为5-HT神经轴突。5-HT神经环路调控许多重要的神经功能，如性取向，镇痛机制以及情绪控制等。然而，5-HT神经环路发育中神经轴突投射的分子机理一直未被完全阐明。我们以前的研究证明Shh（Sonic hedgehog）-Ptch1（Patched1）-Smo（Smoonthened）信号通路在三维空间中排斥性调控下行5-HT神经轴突在脊髓中的精确投射。但是，Shh是否调控上行5-HT神经轴突向脑区的投射及调控投射的分子机理尚不清楚。此研究中，我们通过in vitro, ex vivo和in vivo的实验实验方法证明，Shh-Ptch1-Smo信号通路通过吸引性轴突导向作用调控上行5-HT神经轴突向脑区投射。 研究目标：研究Shh调控上行5-HT神经轴突导向的分子机制。 研究方法：（1）用in situ和Western blot的方法检测Shh在E12天胚胎小鼠的脑干组织中沿上行5-HT神经轴突投射路径的表达梯度。（2）用免疫荧光染色的方法检测Shh信号通路分子Ptch1和Smo在上行5-HT神经元中的表达情况，证实Shh信号通路参与调控上行5-HT神经轴突导向过程。（3）使用Dunn chamber assay体外培养检测Shh发挥吸引性作用调控上行5-HT神经轴突投射。（4）使用ex vivo，in vivo实验方法检测Ptch1和Smo是Shh信号通路调控上行5-HT神经轴突投射所必须的关键信号传递分子。 实验结果：（1）Shh在脑干组织中沿尾端（R4）到头端（中脑）的方向呈逐渐增强的表达趋势。（2）Ptch1和Smo表达在上行5-HT神经元的胞体和轴突上。（3）Shh通过Ptch1和Smo发挥吸引性作用调控上行5-HT神经轴突导向。（4）Ptch1和Smo是Shh信号通路调控上行5-HT神经轴突投射所需的关键分子。 结论：1. Shh结合受体Ptch1和Smo发挥吸引性轴突导向作用调控上行5-HT神经轴突向脑区投射。2. Shh是一类在头端-尾端方向双向调控5-HT神经轴突投射的轴突导向因子。