髓鞘是神经系统的重要结构,通过包绕神经元轴突能够加快神经传导速度,并发挥营养功能。神经系统正常功能的发挥需要完整的髓鞘结构支持。少突胶质细胞(OLs)是中枢神经系统(CNS)中的髓鞘形成细胞,由神经干细胞产生,经历少突前体细胞(OPCs),未成熟少突胶质细胞(iOLs),成熟少突胶质细胞(OLs)等过程,最终包裹轴突形成髓鞘。由于该细胞具有代谢能量需求高,易受外界刺激的影响等特性,导致髓鞘结构极易受损,且难以再生。多种神经系统疾病都伴有脱髓鞘症状的发生。因此研究中枢神经系统髓鞘发育与损伤修复的机理对于探索相关疾病治疗方案具有重要的理论和应用意义。近年的研究表明DNA甲基化介导的基因转录调控机制对中枢神经系统的功能发挥,以及对少突胶质细胞的发育再生过程具有重要作用。作为一种新发现的DNA去甲基化修饰酶,TET双加氧酶家族分子,在中枢神经系统髓鞘化和再髓鞘化中的作用尚不清楚。该家族共有三个成员,其中TET1在少突前体细胞阶段高表达,本研究重点关注该分子在少突胶质细胞发育进程中的作用以及对神经系统功能的影响。研究目的:本文主要通过构建Tet1在少突前体细胞(OPC)中条件性敲除(cKO)小鼠,研究TET1对发育阶段少突胶质细胞和髓鞘形成的作用,探索髓鞘异常对小鼠神经功能的影响,为后续深入研究分子机制提供实验依据。研究方法:1)通过免疫荧光标记法观察小鼠大脑和脊髓从胚胎期到成年不同发育阶段少突胶质细胞的数量、髓鞘蛋白表达情况;2)利用透射电镜观察髓鞘超微结构的变化,统计有髓神经纤维的数量和髓鞘厚度;3)Western blot观察小鼠髓鞘蛋白的表达变化,以及神经元,星型胶质细胞特异性标记物表达变化;4)通过原代培养少突细胞的免疫荧光染色,观察OPC细胞增殖、分化情况;PI染色结合流式细胞仪检测OPC细胞周期的变化;5)TUNEL与Olig2双标的方式观察少突细胞凋亡情况;6)利用电生理方法记录视神经复合动作电位(CAP)以及兴奋性突触后电位(sEPSC和mEPSC)的变化情况;7)通过行为学检测小鼠运动协调功能,焦虑抑郁情绪以及学习记忆能力的变化。主要研究结果:1)成功构建Tet1 cKO小鼠,观察到Tet1 cKO早期大脑中少突胶质细胞数量减少;2)Tet1敲除导致发育早期髓鞘化程度降低,小鼠成年后自发恢复正常;3)敲除Tet1不影响少突胶质细胞凋亡;敲除后会导致OPC增殖数量增加,分化数量减少,且细胞周期紊乱;4)Tet1敲除不影响其他神经细胞数目,不改变OPC细胞分化命运;5)Tet1缺失小鼠的视神经CAP传导幅度和频率降低,且突触传递异常;6)Tet1敲除后小鼠运动协调能力下降,呈现抗焦虑样情绪,同时空间记忆能力受损。结论:少突胶质细胞中缺失TET1将导致发育阶段细胞的分化和髓鞘形成滞后,进而影响神经系统功能的正常发挥。该研究为今后设计相关神经系统疾病的治疗靶点提供了重要的理论依据。