Delta原钙黏蛋白（delta-protocadherin）在脊髓发育过程中的表达和功能调控研究

钙黏蛋白（cadherin）分子主要通过介导细胞间黏附影响神经细胞的分选、迁移和定位，以及轴突的生长和路径选择，在中枢神经系统发育中扮演重要角色。Delta-protocadherin（delta-Pcdh）是cadherin超家族中一个新的亚家族，至今无人对delta-Pcdh家族成员的表达和调控进行系统性研究。结合申请人前期工作，本课题将首次研究delta-Pcdh亚家族在脊髓发育过程中的时空表达图谱，并分析不同物种间这一基因家族的同源进化关系，揭示sonic hedgehog信号通路调控delta-Pcdh基因表达的不同分子机理，通过in vivo electroporation 和Morpholinos技术活体原位过表达和抑制表达直接分析delta-Pcdh对脊髓形成和发育的影响。该课题将为进一步研究delta-Pcdh在神经系统中的功能和揭示脊髓发育的分子机制提供基础研究资料。

本课题通过分子克隆、原位杂交、免疫组化、细胞培养、活体电转基因等技术系统研究了delta-protocadherin亚家族及其相关基因在脊髓等器官发育过程中的表达与调控。首次发现和证实：（1）delta-protocadherin在鸡胚脊髓发育过程中的表达受时间和空间的调控；（2）delta-protocadherin在鸡胚脊髓和小鼠脊髓中表达模式相似，说明该原钙粘蛋白亚家族在不同物种脊髓中可能具有相似功能；（3）Protocaderin-1过表达对脊髓内神经元轴突生长与路径选择有一定影响；（4）制备了鸡源Protocadherin-1和Protocadherin-17的多克隆抗体；（5）delta-protocadherin亚家族成员在耳蜗发育过程中表达呈时空特异性；（6）delta-protocadherin表达受脊髓腹侧信号分子Shh调控，背侧转录因子Pax3/Pax7参与调控delta-protocadherin表达；（7）Protocadherin-18表达伴随血管生成特异在小胶质细胞中表达，为小胶质细胞不同起源学说提供了佐证；（8）Protocadherin-1和Protocadherin－19在血管内皮细胞显著表达，且随发育时间表达逐渐减弱。上述结果部分证实了delta-protocadherin在神经系统发育过程中表达受时空调控，与其它信号分子和转录因子一起参与了脊髓形态形成，为进一步研究delta-protocadherin在神经系统网络形成中的作用奠定了基础。该课题实施过程中，我们还研究了delta-protocadherin和cadherins以及ADAMs之间的关系，获得了一些有意义的结果。