论文部分内容阅读
在神经系统发育过程中,新生神经元的轴突要经历一定的距离才能到达预定靶区,与靶区神经元建立突触联系进而形成精密复杂的神经系统网络。神经元的正确迁移及其轴突生长方向的精确导向是形成脑内神经细胞环路的基础。然而,轴突发育异常通常会导致多种神经系统疾病,包括先天性智力障碍和癫痫等。因此,研究轴突生长的分子机制对神经系统疾病的治疗具有重要的意义。
肌球蛋白X(myosin X,Myo X)是肌球蛋白家族中的一个成员,1994年通过PCR技术首次在内耳中克隆到myosin X的基因。Myo X为脊椎动物所特有的一种动力蛋白,在全身大多数组织中表达,包括神经组织。在许多体外培养的细胞系,如Hela,HEK-293,COS-7,CAD细胞,Myo X定位在细胞丝足的顶端,承担着丝足间的运动,促进丝足的形成和稳定。Immunoblotting实验结果显示,Myo X在脑内显示出动态的发育模式:在小鼠的大脑组织,Myo X在出生后的5天至15天表达量达到高峰,而在成年期表达量很低。神经系统许多发育事件发生在出生后的早期,包括突起的生长和突触的形成,Myo X与丝足的密切关联,表明了Myo X可能参与调节细胞骨架系统进一步影响神经突起的发育。
本实验采用体外培养的新生大鼠海马神经元作为模型来研究Myo X对神经元轴突和树突生长的调控作用。体外培养(day in vitro, DIV)5天的原代神经元,抗Myo X抗体免疫荧光染色显示内源Myo X在神经细胞的胞体、轴突和树突中都有表达,分别与轴突标志蛋白Tau-1和树突标志蛋白MAP2共定位。利用构建的鼠Myo X—siRNA表达载体电转染分离的海马神经元,培养72小时后,免疫荧光染色,共聚焦显微镜下观察,表达scramble—siRNA的神经元形成一个长的轴突和3~5个树突,呈现典型的锥体神经元形态,表达Myo X—siRNA的神经元则表现为几个树突样分枝,未见典型的轴突表型。磷酸钙转染法将Myo X—siRNA转染于体外培养48小时的海马神经元(DIV2,Stage3),继续培养48小时后,免疫染色结果表明,神经树突减少,神经轴突未见明显差异。进一步,用Myo X—siRNA电转染海马神经元,体外培养5天后,用轴突特异抗体anti—Tau-1免疫染色,发现在表达Myo X—siRNA的神经元中,有许多神经元不再具有一个很长的轴突样的突起,在所有突起中没有显示出可标记的Tau-1阳性染色,这类神经元占所有表达Myo X—siRNA神经元的90.5%,表明这些神经元极性特征已经丧失。综上所述,减低内源的Myo X的表达影响了神经元轴突的正常生长发育,甚至干扰了神经元的极性,说明Myo X是神经元的生长发育必需的调控因子。