大鼠少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞的發(fā)育及細(xì)胞生物學(xué)特性的研究.pdf

1、中樞神經(jīng)系統(tǒng)( CNS)是由神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞組成。近年來CNS中發(fā)現(xiàn)一類新的膠質(zhì)細(xì)胞類型，依據(jù)其表達(dá)NG2硫酸軟骨素多聚糖蛋白的特性，命名為少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞(OPCs)。一般認(rèn)為OPC屬于少突膠質(zhì)細(xì)胞系，但是不表達(dá)成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞(OL)的蛋白標(biāo)記。體外培養(yǎng)條件下證實(shí)OPCs也能分化為神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞(AST)，因而認(rèn)為這類細(xì)胞可能是一種多潛能的干細(xì)胞。在神經(jīng)元軸突髓鞘化形成前，OPCs在CNS廣泛遷移。盡管OPCs可以分化成為

2、成髓鞘的OL，但是在成熟CNS仍有大量未分化的OPCs保持這種不成熟的狀態(tài)。這需要重新認(rèn)識(shí)其細(xì)胞性質(zhì)、與CNS其它細(xì)胞的關(guān)系、以及在前體細(xì)胞之外的功能。許多實(shí)驗(yàn)證實(shí)OPCs在是一種反應(yīng)性膠質(zhì)細(xì)胞，可能在維持神經(jīng)功能和損傷修復(fù)中有作用，從而認(rèn)為，OPCs可能是OL、AST之外大膠質(zhì)細(xì)胞，但是尚缺乏形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)證據(jù)。 OPCs可以與谷氨酸能和GABA能神經(jīng)元形成直接的突觸聯(lián)系，可以接受突觸前神經(jīng)元信號(hào)。和神經(jīng)元之間的突觸結(jié)構(gòu)類似

3、，神經(jīng)元-OPCs之間的突觸也具有雙脈沖易化現(xiàn)象LTP現(xiàn)象。但是仍不清楚突觸后OPCs不能進(jìn)行信息持續(xù)傳遞的原因。作為少突膠質(zhì)系的OPCs，在缺氧缺血性腦損傷(HIBD)中細(xì)胞的變化以及在腦損傷的反應(yīng)也不清楚。 因此，本文首先應(yīng)用免疫組化技術(shù)研究NG2標(biāo)記的OPCs在正常成年CNS的定位和表達(dá)模式。然后觀察圍生期OPCs的細(xì)胞生物學(xué)特點(diǎn)及HIBD后的變化。最后觀察生后不同階段，OPCs形態(tài)學(xué)和電生理學(xué)的特點(diǎn)。主要得到以下結(jié)果：

4、 1.OPCs廣泛分布于CNS各腦區(qū)。海馬、白質(zhì)和灰質(zhì)細(xì)胞形態(tài)有差異。在灰質(zhì)OPCs主要分布于非神經(jīng)元層，細(xì)胞呈星形，突起向四周發(fā)散，突起長(zhǎng)度多在10-40μm。與此對(duì)應(yīng)的是，白質(zhì)OPCs胞體狹長(zhǎng)，并行的突起向胞體兩極發(fā)出，與神經(jīng)元軸突走向一致。突起長(zhǎng)度多在20-50μm，比灰質(zhì)細(xì)胞稍長(zhǎng)。細(xì)胞密度在部分腦區(qū)有集中分布，但是灰質(zhì)與白質(zhì)無顯著差異。 2.OPCs表現(xiàn)與神經(jīng)元和AST不同的電生理特性。海馬CA1區(qū)輻射層的OPCs

5、有小的內(nèi)向Na+電流，大的外向K+電流和延遲整流K+電流。OPCs表現(xiàn)和神經(jīng)元類似的電壓依賴性Na+電流，但是不能在去極化電流刺激下產(chǎn)生動(dòng)作電位。OPCs具有比AST更高的輸入阻抗(Rin)，但是在靜息水平對(duì)K+仍有較大的通透性。在電流鉗模式下，OPCs表現(xiàn)有非線性膜電位反應(yīng)。而AST則僅有被動(dòng)膜電位反應(yīng)。在白質(zhì)和海馬OPCs的靜息電位、膜阻抗和膜電容也不一致。 3.圍生期缺氧缺血2h，海馬OPCs顯示更活躍的細(xì)胞膜去極化反應(yīng)。

6、細(xì)胞膜特征參數(shù)也有顯著變化，包括膜電容和膜阻抗增加，而靜息電位降低至超極化的水平。瞬時(shí)外向鉀電流和內(nèi)向整流鉀電流幅度增加，而延遲整流鉀電流減少。在不同的刺激模式下，OPCs表現(xiàn)的電流模式?jīng)]有明顯改變，但是電壓依賴性離子通道動(dòng)力學(xué)特性有顯著改變，表現(xiàn)在：Na+電流、瞬時(shí)外向K+電流和尾電流激活加快，幅度增加。應(yīng)用Boltzmann擬合各電壓依賴離子通道的半激活電壓和激活斜率因子，均表明HIBD后OPCs興奮性增強(qiáng)。Na-K電導(dǎo)率的變化也是

7、如此。然而AST和神經(jīng)元?jiǎng)t不表現(xiàn)如此顯著變化。 4.OPCs持續(xù)表達(dá)于CNS生后不同發(fā)育時(shí)期。在生后7d海馬和白質(zhì)的OPCs即可以發(fā)出許多分支的突起，而且細(xì)胞數(shù)量在各生后時(shí)期最高。蛋白表達(dá)水平也是如此。由新生發(fā)育至成年，OPCs突起逐漸增加數(shù)量、豐富、分支復(fù)雜、長(zhǎng)度增加。電生理特性也顯示隨發(fā)育而呈現(xiàn)瞬時(shí)外向K+電流和延遲整流K+電流均有增加，但是Na+隨發(fā)育成熟增加得更明顯，因此Na-K電導(dǎo)率也隨著發(fā)育成熟而增加。發(fā)育至成年，雖