成年灵长类大脑侧脑室下层新生神经元的类型及分子特征

Neurogenesis persists in the subventricular zone of the lateral ventricles in the adult primate (including the humans) brain. Neuroblasts generated by the progenitors located in the subventricular zone travel along the rostral migratory stream for long distance and arrived at the olfactory bulb. In the olfactory bulb, neuroblasts matured into different types of local interneurons and integrated into olfactory circuitry. The presence of adult neurogenesis throughout life in the primate brain, especially in the human brain, provides new perspective on the new strategies for treatment of neurological disorders. The fundamental question remained to be explored are the molecular characterization and differentiation potential of neural stem cells in the primate subventricular zone of the lateral ventricles. In the present project, the morphology, molecular characterization and differentiation potential of neuroblasts in the subventricular zone of the lateral ventricles will be investigated by using immunohistology and confocal laser scanning methods. We will focus on the neuroblasts in the subventricular zone of the lateral ventricles, the rostral migratory stream, the olfactory tract, the olfactory bulb and the striatum. Our findings will facilitate the development of new strategies to enhance functional repair from endogenous neural stem cells after injury and degenerative neurological disorders.

包括人类在内的成年灵长类大脑侧脑室脑室下层存在具有产生新生神经元能力的神经干细胞，新生神经元沿着吻侧迁移流长距离迁移到嗅球后，分化为嗅球内多种中间神经元，参与嗅觉信息传递。人类大脑内这些新生神经元的发现为利用自体神经干细胞治疗神经系统疾病如缺血性脑卒中以及帕金森病和亨廷顿舞蹈病等带来了希望。在应用人类及灵长类自体神经干细胞之前，必须阐明自体神经干细胞的分子特性和分化潜能。本课题将运用形态学方法，结合激光共聚焦技术，探讨成年灵长类脑室下层新生神经元的形态特征、分子特性及分化潜能；同时也将系统地分析由脑室下层神经干细胞所产生的新生神经元沿吻侧迁移流迁移至嗅球这一过程中的分子特性和分化能力；研究由脑室下层神经干细胞所产生的新生神经元是否具有迁移到纹状体的能力，及其它们在纹状体内的分化潜能和分子特性。这些问题的阐明，将为更好地利用灵长类脑内自体神经干细胞治疗神经系统疾病提供实验依据。

在成年啮齿类和猕猴大脑内，由侧脑室下层神经干细胞产生的新生神经元通过吻侧迁移流到达嗅球成为当地有功能的成熟神经元。但是成年人脑内侧脑室下层及吻侧迁移流内的新生神经元细胞类型及分子特征仍不是十分清楚。利用神经前体细胞至成熟后持续表达转录因子Sp8这一特性，我们发现在人脑侧脑室下层和吻侧迁移流内存在极少的新生神经元，这些细胞绝大多数都表达Sp8。另外，研究发现在人类和猕猴的嗅球的大多数中间神经元也都表达Sp8。但在人脑纹状体内，表达Sp8的中间神经元很少，这一结果提示在成年人脑侧脑室下层和吻侧迁移流内的神经前体细胞最终是向嗅球处迁移，而不是迁移到附近的纹状体。利用BrdU标记新生神经元的技术，我们在成年猕猴脑内也未发现迁移到纹状体中神经前体细胞。最后，借助转录因子的表达模式，结合免疫组化学染色等实验技术研究了灵长类侧脑室下层新生神经元的特征，并进一步阐明其分类。这一研究结果揭示了哺乳动物（啮齿类、非人灵长类以及人类）纹状体内中间神经元均起源于胚胎期的基底内侧神经节隆起，而尽管成年人脑侧脑室下层存在极少量的神经前体细胞，但这些细胞并不会向纹状体内迁移。这些问题的阐明，将为更好地利用灵长类脑内自体神经干细胞治疗神经系统疾病提供实验依据。