Neurogenin1基因在神经发生中的作用机制及相关中医药治疗研究进展

Neurogenin1基因为碱性螺旋—环—螺旋蛋白家族中的成员之一,包括不同亚型,在神经前体细胞中广泛表达,对神经发生过程有重要调节作用。Neurogenin1基因与多条信号转导通路相关,且对神经干细胞的分化具有一定的调控作用,同时在多种神经系统相关疾病中有特异性表达,但具体作用机制未明确,本文就近年来国内外对Neurogenin1基因在神经发生中的作用机制及有关中医药治疗的研究进展进行综述,旨在为中医药治疗相关疾病提供新思路。

胚胎期Wnt3a基因特异性敲降对小鼠大脑神经发生的影响

目的 研究胚胎期第13天(E13)特异性敲降Wnt3a基因对小鼠大脑神经发生的影响。方法 利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证Wnt3a在脑皮质神经干细胞中的敲降率。通过子宫内电穿孔实验在E13时将Wnt3a-shRNA质粒电转到胎鼠大脑皮质中,从而下调Wnt3a在脑皮质神经干细胞中的表达。在E16时收取小鼠脑组织,进行免疫荧光染色检测,观察下调Wnt3a后小鼠脑组织中神经元发育进程的改变。结果 RT-qPCR结果显示,神经干细胞中Wnt3a敲降后其mRNA表达水平降低54%,与对照组相比差异具有统计学意义(t=11.260,P<0.001)。免疫荧光染色结果显示,Wnt3a下调导致大脑皮质的皮质板(CP)中的绿色荧光蛋白(GFP)阳性细胞比例降低,大脑中间带(IZ)的GFP阳性细胞比例上升,差异均具有统计学意义(t=4.400、4.482,P<0.01)。结论 E13时特异性下调小鼠脑中Wnt3a基因导致GFP荧光分布异常,神经发生过程受到干扰。

即早基因在颞叶癫痫发生、发展过程中的作用研究进展

颞叶癫痫(TLE)是一种常见的慢性神经系统疾病,由大脑神经元大量同步化异常放电引起。尽管抗癫痫药物在多数情况下能够有效控制患者症状,但仍有约30%的TLE患者对药物产生耐药性,进而发展为难治性癫痫,因此进一步探明TLE的发病新机制尤为重要。多年来的研究表明,即早基因(IEGs)在TLE的发病过程中发挥了重要作用。这些基因通过影响神经元兴奋性/抑制性平衡、神经元死亡以及突触重构等方面,参与癫痫发生和发展。本文就几种经典的IEGs在TLE发病过程中的具体作用及其分子机制作一综述,旨在为增加对TLE发病机制的理解,并为相关临床研究提供线索。

脑源性神经营养因子促进bHLH基因的表达和神经干细胞的定向分化

目的观察脑源性神经营养因子(BDNF)对bHLH基因表达和神经干细胞(NSCs)定向分化的影响,探索NSCs分化的机制。方法取孕14 d的胚胎大鼠脑组织,以无血清培养基培养获得NSCs,然后随机分为2组,实验组加入5％胎牛血清(FBS)和20 ng/mL BDNF诱导其定向分化,而对照组仅加5％FBS,用免疫荧光及流式细胞仪的方法来检测分化得到的神经元细胞及其比例,采用RT-PCR技术分析bHLH基因表达的动态变化。结果实验组MAP-2阳性神经元的比例在分化培养后第3 d达高峰,约为60％,而同期对照组仅为30％,差异有统计学意义(P<0．05)。分化后bHLH基因MASH-1、neumD和neurogenin2表达均高于分化前,相同时间段实验组bHLH基因的表达强于对照组(P<0．05)。结论BDNF促进了NSCs向神经元定向分化;bHLH基因参与了NSCs的定向分化过程,其高表达可能有利于NSCs向神经元方向分化。

bHLH和Hox基因对GABA能神经元诱导分化研究进展

γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid,GABA）是神经系统主要的抑制性神经递质,在中枢神经系统中发挥重要的作用,幼年时期兴奋性神经递质占主导地位,随着年龄的增长,兴奋性和抑制性神经递质逐渐达到平衡,

楮实子对APP/PS1双转基因小鼠海马神经发生的影响

目的探讨楮实子对APP/PS1双转基因小鼠海马神经发生的影响。方法 40只APP/PS1双转基因小鼠随机分为模型组、阳性药组(10 mg/kg多奈哌齐)及楮实子低、高剂量组(1.8、3.6 g/kg),C57BL/6小鼠作为对照组,每组10只,灌胃给药6周。然后,Morris水迷宫实验检测小鼠学习记忆能力,TUNEL法检测小鼠海马区神经细胞凋亡,免疫荧光染色法检测小鼠海马区NeuN/BrdU阳性细胞表达,Western blot法检测GSK-3β、β-catenin蛋白表达。结果与模型组比较,楮实子高剂量组学习记忆能力显著改善(P<0.05),凋亡细胞数显著减少(P<0.01),NeuN/Brdu阳性细胞数显著增加(P<0.01),GSK-3β蛋白表达显著降低(P<0.05),β-catenin蛋白表达显著升高(P<0.05)。结论楮实子能促进APP/PS1双转基因小鼠海马神经发生,其机制可能与激活Wnt/β-catenin信号通路有关。

PSMB5基因沉默对运动促进小鼠海马神经发生的影响

目的:观察20S蛋白酶体β5亚单位(PSMB5)基因沉默在小鼠自主跑轮运动促进海马神经发生中的作用。方法:BABL/c小鼠随机分为慢病毒对照组(Lenti-ctrl-shRNA)和靶向PSMB5的shRNA重组慢病毒感染组(Lenti-PSMB5-shRNA)。小鼠海马通过立体定位注射感染慢病毒,2周后应用Western Blot检测PSMB5基因沉默效率,随后小鼠自主跑轮运动4周。应用荧光酶标仪检测蛋白酶体活性,Ki67、DCX免疫荧光染色观察海马齿状回神经干细胞(NSCs)的增殖分化潜能,Y迷宫自发交替和新物体识别实验观察小鼠学习记忆能力。结果:Lenti-PSMB5-shRNA组小鼠海马PSMB5蛋白表达水平较Lenti-ctrl-shRNA组下降44.59%(P <0.01),海马蛋白酶体活性较Lenti-ctrl-shRNA组下降37.66%(P <0.01)。Lenti-PSMB5-shRNA组小鼠SGZ区Ki67阳性细胞数较Lenti-ctrl-shRNA组显著降低(P <0.05),DCX阳性细胞数较Lenti-ctrl-shRNA组显著降低(P <0.05)。Lenti-PSMB5-shRNA组小鼠Y迷宫自发交替率较Lenti-ctrl-shRNA组明显下降(P <0.05)。Lenti-PSMB5-shRNA组小鼠新物体识别正确率与Lenti-ctrl-shRNA组相比明显下降(P <0.05)。结论:PSMB5基因沉默导致小鼠海马蛋白酶体活性下降,进而抑制了运动对海马神经发生的促进作用,提示蛋白酶体活性在自主跑轮运动促进海马神经发生的过程中起重要作用。

参与神经退行性疾病发生的新基因和新通路

神经退行性疾病严重危害人类健康。但导致各种神经退行性疾病发生的细胞与分子机制还不十分清楚，而对于这些疾病还缺乏有效的治疗药物和诊断方法，因此急需寻找参与疾病的新基因蛋白并阐明其作用机理，为疾病诊治提供新的靶标。

Sox基因家族对成年神经发生的转录调控作用

成年神经发生是脑内一个复杂而高度调控的重要生物学过程,维持了脑内可塑性和相关功能。近年来,成年神经发生受内在因素和外在因素的影响。其中,内在因素中的转录因子参与基因转录,协调成年神经发生过程中遗传程序的表达。Sox基因家族编码的Sox蛋白作为重要的转录调控因子对成年神经发生起着重要的转录调控作用。因此,本文就Sox基因家族中参与成年神经发生的关键因子展开综述,为人们理解成年脑内神经发生的分子调控机制提供新的见解。

丙烯酰胺对小鼠成体神经发生及增殖相关基因的影响

【目的】探讨丙烯酰胺对成年小鼠海马成体神经发生及增殖相关基因的影响,为了解丙烯酰胺的毒性机理提供参考。【方法】将20只10周龄雄性成年昆白小鼠(体质量(30±2)g/只),随机均分为丙烯酰胺染毒组和生理盐水对照组,丙烯酰胺染毒组通过腹腔注射丙烯酰胺进行染毒,注射剂量为50mg/kg,连续注射14d,第15天注射5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU,50mg/kg,2次/d,共3d),观察2组小鼠体质量及行为活动的变化。用BrdU标记和免疫组织化学染色方法分析丙烯酰胺染毒对小鼠齿状回神经干细胞数量的影响,用RT-PCR法研究丙烯酰胺对小鼠海马增殖相关基因JNK3、Akt1、Gsk-3β、RhoA和Rac1mRNA表达的影响。【结果】丙烯酰胺染毒组小鼠体质量极显著低于对照组,精神萎靡、后肢无力,走路时后肢偶成劈叉姿势;与对照组相比,丙烯酰胺染毒组小鼠齿状回亚颗粒细胞层中的BrdU阳性细胞数量极显著降低(P<0.01),海马组织中JNK3和Rac1的mRNA表达量显著升高(P<0.05),Akt1、Gsk-3β和RhoA的mRNA表达量极显著升高(P<0.01)。【结论】丙烯酰胺中毒能显著抑制小鼠齿状回中成体神经干细胞增殖,可使海马组织中增殖相关基因JNK3、Akt1、Gsk-3β、Rac1和RhoA的表达量发生明显变化。

日常饮食中添加摄食甜菜碱对APP/PS1转基因小鼠的影响

目的 研究日常饮食中添加摄食甜菜碱对APP/PS1转基因小鼠的影响。方法 C57BL/6J小鼠作为空白对照组,APP/PS1小鼠分为正常饮食组和甜菜碱补充饮食组(含5 g/kg甜菜碱),每组15只,饮食持续3个月。水迷宫实验评估小鼠的记忆行为;免疫荧光法观察海马和皮质中β-淀粉样蛋白(Aβ)的沉积情况;巢蛋白(Nestin)和双皮质素(DCX)标记法以及神经元核抗原(NeuN)和EdU双标法观察海马神经再生情况;GFP-AAV脑立体注射并用荧光显微镜观察CA1区神经元的棘突情况;电生理记录海马CA1区长时程增强效应(LTP);Western blot法检测海马中突触后致密蛋白-95(PSD-95)、突触小泡蛋白(SYN)、微管相关蛋白(MAP-2)表达。结果 与正常饮食组比较,甜菜碱补充饮食组APP/PS1小鼠逃避潜伏期缩短(P<0.01),进入平台所在象限的次数增多且滞留时间延长(P<0.01),海马和皮质中Aβ沉积减少(P<0.01),海马齿状回和颗粒下区中Nestin、DCX阳性细胞以及增殖的神经元数均增多(P<0.01),海马CA1区棘突密度增加(P<0.01),fEPSP斜率增高(P<0.01),海马中PSD-95、SYN、MAP-2蛋白表达升高(P<0.01)。结论 甜菜碱可改善APP/PS1小鼠记忆障碍,减少海马和皮层中淀粉样斑块沉积并提高神经发生和突触可塑性。

稀有鮈鲫成体神经发生相关基因的分子克隆及序列分析

成体神经发生是脊椎动物中广泛存在的一种生物学特征。成体硬骨鱼类的脑展现出强烈的神经活性以及出色的脑修复能力,这使得硬骨鱼类成为研究成体神经发生和脑修复的一个理想的模型。本文克隆了成体稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)脑组织中神经发生及脑修复相关的hes5、pax6、sox11和prox1基因的部分c DNA序列并进行了序列分析。序列分析结果表明,pax6和sox11基因片段与斑马鱼(Danio rerio)对应的基因片段的同源性最高,分别为97%和94%;hes5基因与鲤鱼(Cyprinus carpio)相对应的基因片段的同源性最高,为92%;prox1基因在物种间的同源性最低。基于稀有鮈鲫和已知物种相应基因的核苷酸序列构建了系统发育树,发现稀有鮈鲫prox1基因与其他硬骨鱼类的亲缘关系最远。本文为进一步开展神经毒性类化学品对水生生物鱼类的成体神经毒性作用机制研究提供了分子生物学基础。

VEGF调节成年大鼠脑室管膜下区和海马齿状回bHLH基因表达的实验研究

目的:探讨外源性VEGF调控成年大鼠脑室管膜下区(SVZ)和海马齿状回(DG)内bHLH基因家族成员Hes5和Mash1表达促进神经发生的机制。方法:建立成年大鼠脑室内VEGF(10μg/ml)或生理盐水持续注药3天模型,于注药开始后3至14天间不同时间点,RT-PCR检测大鼠SVZ和DG内Hes5和Mash1基因表达的动态改变。结果:VEGF组与生理盐水组比较,SVZ内Hes5表达于3d短暂上调,5d和7d下降低于正常;Mash1表达于5d和7d明显上调;两者均在14d恢复正常;DG内Hes5表达于注药开始后3d和5d下降低于正常,7d恢复正常;Mash1表达于3d、5d和7d上调,14d恢复正常。结论:VEGF可通过抑制Hes5基因表达,上调Mash1表达,促进成年大鼠脑内神经发生。

miR-30c通过调节海马神经发生对APP/PS1转基因小鼠学习记忆能力的影响

目的:探讨miR-30c通过调控海马神经发生对APP/PS1转基因小鼠的学习记忆的影响。方法:用免疫荧光检测Ki67的表达和Morris行为学检测APP/PS1转基因小鼠海马的神经发生及学习记忆能力,并通过脑立体定位技术显微注射miR-30c过表达和miR-30c敲减慢病毒载体以干扰海马齿状回区域的神经发生,检测海马神经发生对学习记忆的影响。结果:APP/PS1转基因小鼠的海马神经发生和学习记忆能力明显低于野生小鼠。然而,当APP/PS1转基因小鼠海马的miR-30c过表达后,海马神经发生明显增加(14.2倍);相反,当海马miR-30c敲减后,海马神经发生明显降低(0.25倍),并且Morris行为学结果显示,miR-30c敲减后小鼠的学习记忆能力明显降低,而miR-30c过表达后小鼠的学习记忆能力明显增强。结论:miR-30c可能通过调控海马神经发生影响学习记忆功能,提示miR-30c可作为干预阿尔茨海默症神经发生与学习记忆能力的潜在靶点。

叶酸转运基因是中国人群神经管畸形发生的可疑危险因素

大量证据表明母亲妊娠前后增补叶酸可以有效预防神经管畸形(neural tube defects,NTDs)的发生,然而,目前对叶酸预防NTDs效果的作用机制尚不清楚.叶酸通道基因如还原叶酸载体基因(reduced folate carrier,RFC1),在叶酸吸收转运进入细胞过程中发挥着关键作用.

Wnt信号通路与神经发生

W nt通路是细胞增殖分化的关键调控环节,在胚胎发育和肿瘤发生中起着重要作用。W nt途径参与了基因表达调节、细胞迁移粘附、细胞极化等过程,同时还与其它信号通路存在交叉协同。W nt/β-caten in通路在进化过程中高度保守,此通路的主要分子构成及相关调控机制已得到基本阐明。对神经系统而言,已有足够证据显示此通路参与了对神经前体细胞增殖,分化以及决定细胞命运的调控。近年更有研究显示,W nt/β-caten in途径对神经系统的发育包括皮层模式建立,突触形成等也是至关重要的。

负载转基因成肌细胞和骨形态发生蛋白组织工程化骨修复骨缺损

背景:近年来有报道提出了睫状神经营养因子能够抑制成肌细胞体外成肌分化,可保持成肌细胞去分化状态的理论。两者可通过基因工程技术结合为组织工程化骨的构建提供种子细胞,联合骨形态发生蛋白在一定条件下促进骨缺损的修复。目的:探讨转染睫状神经营养因子基因成肌细胞与骨形态发生蛋白通过透明质酸钠凝胶载体结合修复兔桡骨节段性缺损的效果。方法:新西兰大白兔制备左侧桡骨中段造成1.0cm的节段性骨缺损,缺损处以1.4cm硅胶管桥接固定,管内植入负载骨形态发生蛋白与转睫状神经营养因子基因成肌细胞的透明质酸凝胶(实验组)、仅复合骨形态发生蛋白的透明质酸凝胶(对照组)或仅植入透明质酸凝胶(空白组)。结果与结论:动物体内实验表明实验组的X射线阻射密度、大体标本以及病理组织学观察情况均优于对照组和空白组,对照组也优于空白组。说明应用透明质酸钠凝胶复合转基因成肌细胞和骨形态发生蛋白因子作为膜内填充物构建组织工程化骨具有可行性,其应用于修复兔桡骨节段性缺损效果理想。

慢性氟中毒鼠神经元与细胞凋亡相关基因的研究

目的 研究慢性氟中毒对神经细胞损伤的作用机理及与细胞凋亡的关系。方法 利用RT PCR方法观察细胞凋亡相关基因B细胞淋巴瘤 /白血病 x(Bcl x)和白细胞介素 1β转换酶 (ICE)在慢性氟中毒鼠脑组织中的表达水平。结果 慢性氟中毒时脑组织中的Bcl x表达未受明显影响 ;ICE则明显高于正常对照组。结论 慢性氟中毒所致的神经细胞凋亡可能与激活G蛋白或氧化应激有关。当发生慢性氟中毒时 ,无明显证据表明Bcl x参与了此过程 ,但也不除外Bcl x在参与慢性氟中毒对神经细胞的损害过程中发挥作用并调节其表达水平达到平衡的可能性 ;ICE则可能参与了神经细胞发生凋亡的过程 。

成年新生神经元NMDA受体NR2B亚型基因条件性敲除模型建立

目的:建立成年神经发生中新生颗粒细胞N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体NR2B亚型基因条件性敲除模型。方法:运用逆转录病毒基因标记技术,结合Cre-1oxp重组酶系统,在ROSA26-LacZ基因报告小鼠体内研究逆转录病毒RSV-pGFP:T2aCre的Cre酶重组的发生以及其转化效率。在NR2Bfl/fl转基因小鼠中建立成年新生颗粒细胞NR2B基因敲除模型。结果:在逆转录病毒注射后14 d,观察到LacZ标记的神经元及β-gal和Cre免疫荧光双标阳性细胞,在海马齿状回颗粒下层、颗粒层以及hilus区表达;同时在嗅球颗粒层也可见LacZ表达。28 dCre转化效率高达98.3%。在NR2Bfl/fl转基因小鼠,14 d时分别在嗅球和齿状回的颗粒细胞层,观察到GFP和Cre同时标记的阳性新生颗粒细胞。结论:成年神经发生中起源于海马齿状回颗粒下层和侧脑室旁脑室管膜下区的新生颗粒细胞NR2B基因敲除模型建立。