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近年来研究发现多种在免疫系统发现并起重要作用的蛋白质,在发育及正常的成年中枢神经系统(CNS)也有表达,并且发挥着新的非免疫学作用。经典MHCⅠ类分子在CNS的表达及功能研究已经成为大脑发育及神经免疫领域的热点。但是,至今为止还不清楚经典MHCⅠ类分子是否在人发育中的CNS表达。我们收集了15例自孕20周起至33周的流产或早产的胚胎标本、1例出生后55天死亡的新生儿尸解标本、1例成人尸解标本。首先运用Nissls染色法观察了胚胎CNS发育的形态学变化,在此基础上运用免疫组化SP法对经典MHCⅠ类分子在CNS表达做了比较系统的研究。接着采用荧光双标的方法选择不同的神经组织细胞marker对部分经典MHCⅠ类分子高表达区域的神经元亚群进行了细胞类型鉴定,并运用突触前膜与突触后膜的marker进行荧光双标及突触体密度梯度离心法针对部分经典MHCⅠ类分子高表达神经元在细胞膜表面的分布进行了亚细胞定位研究,获得如下结果: 1.胚胎中后期20周至33周是脑沟回逐渐形成,神经回路建立的重要时期,至33周时,脑大部分沟回形成,外形已经接近成人。Nissls染色显示在20周CNS各组成部分的神经元已经迁移到位,脑干疑核、面神经核、蓝斑等部位神经元发育成熟较早。随着发育,脑基质逐渐增大,CNS各个部分神经细胞密度逐渐下降。到30周至33周时,此阶段的神经元体积大,其内尼氏小体丰富,形成明显的短小或细长突起,形态已经与成人神经元相似。 2.经典MHCⅠ类分子在胚胎发育中后期CNS表达广泛并呈现多样性特点,在不同部位神经元及神经核团表达具有时空特异性。经典MHCⅠ类分子不仅表达在神经元胞体及突起,也可单独表达在神经纤维及其周围基质中,有以下四种表达模式: (1)表达模式一:缺失型,大脑皮层中除了第一躯体运动区皮质少数成熟椎体神经元及白质内散在的神经元29周至33周有经典MHCⅠ类分子表达外,其余区域无表达;一些神经核团如红核、下丘等未见经典MHCⅠ类分子表达。 (2)表达模式二:缓慢增强型,迷走神经背核、舌下神经核、中脑的滑车动眼神经核、黑质、海马、齿状回等表达从无到有且程度略有增强,出生后减弱或消失,成人不表达。 (3)表达模式三:快速增强型,小脑、薄束核、楔束核、楔束副核、下托、外侧膝状体(LGN)、蜗神经核等时空特异性的表达模式相似,由无或微弱表达逐渐增强,到30周至33周达到强阳性表达,出生后表达减弱,成人不表达。 (4)表达模式四:持续稳定型,胚胎发育20周时,脑干的部分神经核团、神经纤维及周围基质中经典MHCⅠ类分子有明显表达,有三叉神经脊束及核、三叉神经中脑核、蓝斑等感觉核团,有疑核和面神经核、孤束等运动核团,有薄束及楔束等中继性核团,到33周表达持续阳性无明显变化,出生后减弱或消失,成人不表达。 3.与动物相比,经典MHCⅠ类分子在人类CNS出现了新的表达部位,薄束核及薄束、楔束核及楔束、楔束副核、迷走神经背核、孤束、下橄榄核、三叉神经中脑核、中缝核群及外侧核群以及下托等,而这些部位的表达在动物均未见报道。 4.下托、LGN、蜗神经核这些部位表达经典MHCⅠ类分子的神经元是谷氨酸能神经元。 5.经典MHCⅠ类分子在小脑蒲肯野细胞、LGN神经元、蜗神经核神经元除了胞浆定位外,主要与突触后膜PSD95共定位。 以上结果表明20周至33周是神经元逐渐发育成熟的重要时期。总体上经典MHCⅠ类分子在CNS表达广泛并呈现多样性特点,30周至33周众多部位神经元发育趋向成熟及活动依赖可塑性的重要时期,也是经典MHCⅠ类分子在众多神经元同时较高水平表达的时期。提示经典MHCⅠ类分子可能在此阶段发挥着重要作用。与动物相比,经典MHCⅠ类分子在人类CNS出现了新的表达部位。除了与种属差异有关外,提示经典MHCⅠ类分子有可能在人类CNS中发挥特定的功能。经典MHCⅠ类分子在人类CNS表达谱的研究将为进一步推测、研究和证明经典MHCⅠ类分子在神经系统发育中的作用机制奠定坚实的基础,为研究经典MHCⅠ类分子与神经发育相关疾病的关系提供重要线索,也对深入理解健康和疾病状态下经典MHCⅠ类分子的功能和作用提供了新的思路。