目的：Sonic Hedgehog(Shh)是调控脊髓五羟色胺能神经元(5-HT neuron，serotonergic neuron)分化和轴突导向的关键分子之一。过去的研究已经证明Wnt/PCP(Wnt planar cell polarity)信号通路在脑干处能够吸引五羟色胺能神经元的轴突。有文献报道，在联合神经元轴突(commissural axon)穿过中线之后向大脑投射的过程中，Shh信号通路通过Sfrp1(secreted frizzled-related protein1)间接调控Wnt功能性梯度表达。Sfrp已经被证明在神经管发育过程中是 Shh信号通路的靶标分子，并且Sfrp能够抑制所有Wnt信号通路的活性。我们通过体外培养五羟色胺能神经元进行Dunn chamber实验和胚胎宫内电转及注射实验，探索在缝核下行五羟色胺能神经元轴突导向过程中，Shh和Wnt/PCP信号通路是否存在协同调控作用，以及这种协同调控作用是否通过Sfrp1间接调控产生。　　方法：首先免疫荧光检测Shh信号通路下游分子Smoothened(Smo)和Patched1(Ptch1)，以及Wnt信号通路的下游分子Frizzled3(Fzd3)和Vangl2在E12.5胚胎小鼠缝核下行五羟色胺能神经元胞体和生长锥上的表达情况。接下来利用免疫荧光和蛋白质免疫印迹实验检测Shh、Wnt5a和Sfrp1三种蛋白在E12.5胚胎小鼠后脑的表达情况。体外培养的缝核下行五羟色胺能神经元，分别用不同的蛋白梯度处理，包括BSA(牛血清白蛋白)，Sfrp1，Wnt5a，Shh，Wnt5a and Sfrp1(包括相同浓度梯度方向和相反浓度梯度方向)，Wnt5a and Shh，Sfrp1 and Shh，观察这些蛋白梯度对五羟色胺能神经元轴突导向的作用。E12.5小鼠胚胎宫内电转Shh表达质粒pIRES-Shh-EGFP和空载质粒pIRES-EGFP，观察过表达的Shh对缝核下行五羟色胺能神经元轴突投射的作用。用生物化学的手段检测Shh过表达是否能够上调Sfrp1的表达，并阻断Wnt5a与Fzd3结合。E12.5胚胎宫内注射Sfrp1蛋白或者Sfrp1蛋白和Sfrp1抑制剂WAY-316606，DMSO(dimethylsulfoxide)作为对照，于E14.5取材观察缝核下行五羟色胺能神经元的轴突投射情况。　　结果:在E12.5胚胎小鼠缝核下行五羟色胺能神经元胞体和生长锥上均观察到Shh下游信号分子Smo和Ptch1，Wnt/PCP信号通路下游分子Fzd3和Vangl2的表达。免疫荧光和蛋白质免疫印迹实验均检测到在E12.5胚胎小鼠脑干，Shh和Sfrp1均存在从高到低的浓度梯度，Wnt5a则表现出相反的浓度梯度。体外培养缝核下行五羟色胺能神经元，从低到高的BSA或者从高到低的Sfrp1蛋白梯度处理，对生长锥的转向没有显著影响。从低到高的Wnt5a蛋白梯度处理，生长锥向Wnt5a高浓度一侧生长。然而，用从低到高的Wnt5a和Sfrp1两种蛋白梯度共同处理，生长锥转向角度显著减小。但用从低到高的Wnt5a和从高到低的Sfrp1两种蛋白梯度共同处理，生长锥转向角度显著增大。单独用从高到低的Shh蛋白梯度处理，生长锥向Shh低浓度一侧生长。然而，用从高到低的Shh和从低到高的Wnt5a两种蛋白梯度共同处理时，与单独用从高到低的Shh或者从低到高的Wnt5a蛋白梯度处理时相比，生长锥转向角度均极显著增大。但是，和单独用从高到低的 Shh蛋白梯度处理时相比，用从高到低的Shh和Sfrp1两种蛋白梯度共同处理，生长锥的转向角度并没有观察到显著性差异。Shh过表达引起缝核下行五羟色胺能神经元轴突投射出现紊乱。生化的结果显示Shh过表达引起Sfrp1的表达上调，而Wnt5a的表达没有明显变化；但是与Fzd3结合的Sfrp1显著增多，与Fzd3结合的Wnt5a显著减少。Sfrp1过表达，引起缝核下行的五羟色胺能神经元轴突投射出现紊乱。注射Sfrp1和Sfrp1拮抗剂WAY-316606，大多数轴突能够正常投射。　　结论：Shh和Wnt5a协同调控缝核下行五羟色胺能神经元的轴突投射。Shh过表达上调Sfrp1抑制Wnt5a与Fzd3的结合，间接调控缝核下行五羟色胺能神经元的轴突投射。因此，综合我们的实验结果，说明Shh，Sfrp1和Wnt5a共同参与了缝核下行五羟色胺能神经元的轴突投射。