电压门控氯通道ClC-2在少突胶质细胞髓鞘形成及损伤修复中的调控机制

Several CNS diseases especially myelin related diseases are associated with the abnormal development of oligodendrocytes (OL). Differentiation of oligodendrocyte precursor cells (OPC) into OL is a crucial step in the formation of myelin in the central nervous system. Thus, the regulatory mechanisms of OPC differentiation and myelin development are very important to myelin-related diseases and the cure of myelin injuries. However, the regulation mechanisms of OPC differentiation and myelin development are still unclear. Recent researches show that ClC-2 participated in myelin formation, but it is unclear whether it participates in the the differentiation of OPC and development of myelin. Our preliminary data showed that ClC-2 protein expressed in OPC and the level remarkably increased after differention. ClC-2 current was also recorded in OPC and OL, indicating that ClC-2 may play an important role in regulating OPC differentiation and myelin development and the cure of myelin injuries. In this project, we will continue to study how ClC-2 regulates the differentiation of OPC and the development of myelin using combined techniques, including ClC-2 conditional knockout mouse model, biochemistry, immunocytochemistry, electrophysiology and OPC primary culture. This project will provide new potential treatment targets for myelin-related diseases and the new drug screening.

CNS多种疾病尤其是脱髓鞘疾病都与少突胶质细胞（OL）发育异常有关。少突胶质前体细胞（OPC）分化为成熟的OL是髓鞘发育的重要环节。研究OPC分化与髓鞘发育的调控机制对髓鞘相关疾病的防治具有重要意义。目前OPC发育与髓鞘损伤修复机制仍不完全清楚。最近研究表明氯通道ClC-2在髓鞘形成中具有一定作用，但其是否参与OPC分化和髓鞘发育未见报道。我们前期工作发现，ClC-2在培养的OPC中表达，分化后表达水平显著提高。我们在OPC和OL中记录到了ClC-2电流，推测ClC-2可能在OPC分化和髓鞘发育中具有重要调控功能。本项目拟通过建立ClC-2基因敲除小鼠模型，结合生化、免疫荧光染色、神经电生理及OPC培养等多种方法研究ClC-2通道在OPC分化和髓鞘发育中的作用及机制，并利用小鼠脱髓鞘模型研究ClC-2在髓鞘损伤修复和再生中的作用。本研究将为髓鞘相关疾病的治疗及新药筛选鉴定提供潜在的新靶点。

中枢神经系统多种疾病尤其是髓鞘相关疾病都与少突胶质细胞（OL）的发育异常有关。少突胶质前体细胞（OPC）分化为成熟的OL是髓鞘发育的重要环节。研究OPC分化与髓鞘发育的调控机制对髓鞘相关疾病的防治具有重要意义。目前OPC发育与髓鞘损伤修复机制仍不完全清楚，课题组前期研究了一些信号通路在OPC发育中的作用，但是离子通道尤其是氯离子通道对OPC发育分化的作用尚未见报道。最近研究表明电压门控氯通道ClC-2在髓鞘形成中具有一定作用，但其是否参与OPC分化和髓鞘发育尚未知。通过本课题的研究，我们发现ClC-2在培养的OPC和OL中均有表达，分化后表达水平显著提高，提示ClC-2在少突胶质细胞发育中可能具有重要功能。在OPC和OL中记录到了ClC-2电流，但是OL中的电流高于OPC，说明CLC‑2可能参与了细胞分化和髓鞘发育。ClC-2的特异性抑制剂GaTx2可显著抑制OPC分化但不影响OPC增殖，表明 GaTx2对OPC分化的影响不是通过改变细胞存活或增殖进行的。GaTx2处理细胞后抑制了转录因子YY1, MRF, Sip1 and Sox10的蛋白表达，而这些因子正向调节髓鞘相关蛋白MBP的转录，说明GaTx2对OPC分化的抑制作用可能是通过降低髓鞘相关的转录因子实现的。体内实验表明CLC‑2基因敲除严重损坏了髓鞘的结构，影响了髓鞘的发育，表明ClC2在髓鞘发育中起着非常重要的作用。通过cuprizone 诱导的髓鞘损伤模型，我们发现CLC‑2对髓鞘损伤修复具有一定的作用。总之，通过本课题，我们明确了ClC2可促进OPC的分化，在髓鞘发育和损伤修复中具有重要的作用，其机制可能是通过调控髓鞘相关的转录因子进行的。本研究将为髓鞘相关疾病的治疗及新药筛选鉴定提供潜在的新靶点。