放射状胶质细胞在海马神经再生中的作用

This study is on the basis of previous preparation of fimbria-fornix transected rats model, hippocampal gene chip screening and preliminary experiments, from the view of hippocampal neural regeneration, three factors will be selected: stromal cell derived factor -1α(SDF-1α) which is related to the neural stem cells migration, insulin like growth factors-Ⅱ(IGF-Ⅱ) which induce neural stem cells differention into mature neurons and runt related transcription factor 1 (RUNX1T1) which promote radial glial cells proliferation and differention into neurons. Using fimbria-fornix transected rats model and the extracts from fimbria-fornix transected hippocampus to mimic the hippocampal neural regeneration niche, to investigate the dynamic expression of SDF-1α, IGF-Ⅱ, RUNX1T1 mRNA and protein in the radial glial cells, and its relationship to hippocampal neural stem cells proliferation, migration and neuronal differentiation including the radial glial cells neuronal proliferation and differentiation; then silence or over-express above mentioned three genes in hippocampal radial glial cells both in vivo and in vitro, to investigate their effects on the proliferation and migration of neural stem cells and neuronal differentiation including the proliferation and neuronal differentiation of radial glial cells, to identify the functions and mechanisms of radial glial cells in hippocampal neural regeneration, and provide new manners for the clinical therapy of cognitive and memory disorders.

在前期制备切割穹窿海马伞大鼠模型、海马基因芯片筛选的基础上，从海马神经再生角度，选择了与诱导神经干细胞迁移有关的基质细胞衍生因子-1α(SDF-1α)、诱导神经干细胞向成熟神经元分化的胰岛素样生长因子-Ⅱ(IGF-Ⅱ)及促使放射状胶质细胞增殖和向神经元分化的矮小相关转录因子1(RUNX1T1)，在切割穹窿海马伞大鼠模型及用切割侧海马提取液在细胞培养中模拟海马神经再生微环境，探讨海马放射状胶质细胞SDF-1α、IGF-Ⅱ及RUNX1T1 mRNA和蛋白的表达变化，以及与海马神经干细胞增殖、迁移、向神经元分化和放射状胶质细胞增殖和向神经元分化的关系；并在体内外的海马放射状胶质细胞中沉默或过表达上述3个基因，观察对诱导神经干细胞增殖、迁移和向神经元分化及放射状胶质细胞增殖和向神经元分化的影响，以明确放射状胶质细胞在海马神经再生过程中所起的作用及其作用机制，为临床治疗认知功能障碍疾病提供新思路。

本研究在制备切割穹窿海马伞大鼠模型的基础上，抓住与认知功能有关的海马结构齿状回中的放射状胶质细胞与海马神经再生的关系，从SDF-1α、IGF2和RUNX1T1与海马神经再生过程中，涉及神经干细胞迁移、向神经元分化以及放射状胶质细胞本身向神经元分化三个要素着手，应用Real time PCR、原位杂交、Western blot、抗体阻断、免疫荧光标记等技术，探讨在切割穹窿海马伞后的海马神经再生微环境下，“激活”的海马放射状胶质细胞SDF-1α、IGF2和RUNX1T1的表达变化，以及对海马齿状回中神经再生的影响；并针对SDF-1α、IGF2和RUNX1T1的基因沉默和基因过表达，降低或提高海马齿状回中神经再生的效率，以解决⑴切割穹窿海马伞后的海马神经干细胞迁移是否与“激活”的放射状胶质细胞表达SDF-1α有关；⑵海马神经干细胞向神经元分化的神经再生现象是否受到“激活”的放射状胶质细胞表达IGF2的调控；⑶海马中“激活”的放射状胶质细胞是否由于转录因子RUNX1T1的表达增加，而向神经元分化。结果表明：1.体内、外上调或下调海马放射状胶质细胞中SDF-1α的表达，可调控与其共培养的海马神经干细胞和海马齿状回内神经干细胞的迁移，但对增殖无影响，也不影响海马神经干细胞中SDF-1α受体CXCR4的表达；该调控机制可能与SDF-1α与受体CXCR4结合有关。2. 体内、外上调或下调海马放射状胶质细胞中IGF2的表达，可调控与其共培养的海马神经干细胞和海马齿状回内的神经干细胞向神经元分化；应用IGF2抗体阻断IGF2与海马神经干细胞内IGF2R的结合，可以抑制与其共培养的海马神经干细胞向神经元分化，说明IGF2促进海马神经干细胞向神经元分化的作用需要与IGF2R结合；初步证实IGF2与IGF2R结合后是通过激活PI3K/AKT信号通路来促进海马神经干细胞分化为神经元。3.体内、外过表达RUNX1T1可以促进海马海马放射状胶质细胞向神经元分化，下调RUNX1T1表达可影响海马放射状胶质细胞分化成神经元。该研究进一步明确了在切割穹窿海马伞的海马神经再生微环境下，海马放射状胶质细胞在海马神经再生中的作用及其作用机制，为提高海马神经再生效果和临床治疗认知功能障碍疾病提供了新思路。