嗅觉系统神经发生过程的机制研究

《嗅觉系统神经发生过程的机制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第二军医大学硕士学位论文嗅觉系统神经发生过程的机制研究姓名：邱旸申请学位级别：硕士专业：神经生物学指导教师：曹莉20100501嗅觉系统神经发生过程的机制研究摘要成年哺乳动物中枢神经系统(centralnervoussystem，CNS)损伤后神经再生能力非常有限，但嗅觉系统是一个特例。在嗅觉系统中，嗅神经元(olfactoryreceptorneurons，ORNs)可以终生不断更新替换，是研究神经发生的一个理想模型m‘2¨3¨41。目前，关于嗅觉系统为什么会终生具有再生能力；ORNs为什么可以终生不断更新替换；在嗅觉系统的神经发生过程中，嗅鞘细胞(olfa

2、ctoryensheathingcells，OECs)如何从嗅上皮向嗅球内迁移的；嗅神经轴突是如何从嗅上皮长入嗅球的；OECs与ORNs之间是如何相互作用的；嗅神经轴突投射到嗅球后是如何进行分选定位的，等等诸多问题都还不清楚。深入研究嗅觉系统的神经发生过程将有助于人们深入了解嗅觉系统发育和嗅觉可塑性的机理，为探索成年哺乳动物CNS不可再生的原因、寻找中枢神经损伤新的治疗策略提供重要的理论依据。本研究应用多种实验手段，主要探讨嗅觉系统神经发生的机制问题，主要包括以下两个方面的内容：1、嘌呤能信号分子(purinergicsignaling)抑制嗅鞘细胞(olfa

3、ctoryensheathingcells，OECs)迁移成年哺乳动物中枢神经系统损伤以后再生极为困难，功能恢复极为有限。在中枢神经系统中，嗅神经是一类比较特殊的神经，嗅受体神经元终生可以不断再生。一般认为，成年后嗅神经之所以能够终生再生可能与该系统内嗅鞘细胞(olfactoryensheathingcells，OECs)这一类特殊胶质细胞的存在有密切关系‘5¨61。OECs是嗅觉系统特有的神经胶质细胞，它同时具有雪旺细胞(提供轴突再生微环境及髓鞘化作用)和星形胶质细胞(与中枢神经系统有较好的相容性)的特性，是目前已知唯一能同时存在于中枢(嗅球)和外周(嗅上皮

4、)神经系统的胶质细胞‘71嵋1‘91。OECs作为嗅神经的成鞘细胞，在神经发生过程中，它起源于嗅上皮，包裹嗅神经轴突束并沿着该轴突迁移，支持和引导它们从外周穿越筛骨板长入位于中枢的嗅球啪‘1∞‘111¨21。嗅鞘细胞具有促进嗅神经轴突生长、导向以及再生的能力。研究表明，嗅鞘细胞的迁移对嗅觉系统发育具有关键性意义。在嗅觉系统发育过程中，嗅神经元的迁移，轴突第二军医大学硕士学位论文的生长、再生与靶向等一系列活动，都与嗅鞘细胞的定向迁移及迁移距离密切相关¨3’t141[151。然而，目前国际上对嗅鞘细胞迁移的具体调控机制了解还十分有限。嘌呤能信号分子作为一种信号分子

5、，在细胞的信号传递中起重要作用。目前，ATP的生理或病理来源问题已经被清楚的阐明了‘16¨17’¨8¨1鲫。据报道，嗅觉系统中的ATP是以囊泡的方式由ORNs释放‘19¨2们‘21¨221‘231‘2们。嘌呤能信号分子参与了胶质细胞的增殖和迁移过程。已有研究表明，嘌呤能信号分子可以作为“宿主组织损伤信号’’(hosttissuedamagesignaling)影响细胞的迁移配"。也曾有报道称，在嗅神经元损伤时嗅上皮(olfactoryepithelium，OE)中嘌呤能信号可诱导介导的热激蛋白的表达，起神经保护作用。但是嘌呤能信号是否在成体OE的神经发生过程中

6、对嗅鞘细胞的迁移起作用，目前仍未见报道。本研究探讨了在嗅觉系统神经发生过程中嘌呤能信号分子的释放对OECs迁移的影响。首先，我们应用细胞划痕迁移实验和Boydenchamber细胞迁移实验，证明嘌呤能信号分子可以抑制体外培养的OECs的迁移。进一步采用免疫荧光染色和RT．PCR的方法，发现体外培养的OECs上表达嘌呤能受体P2Y1和P2Y2，而不表达其他亚型的嘌呤能受体。采用嘌呤能受体的拮抗剂阻断嘌呤能信号分子与其受体的结合，可以明显地减轻嘌呤能信号分子对OECs迁移的抑制作用。这提示嘌呤能信号分子抑制OECs迁移的作用应该是由P2Yl和P2Y2受体介导的。这

7、些结果表明，嘌呤能信号分子可以作用于嗅鞘细胞上的P2Yl和P2Y2受体，从而抑制嗅鞘细胞迁移。通过本课题的研究，我们发现了调控嗅鞘细胞迁移的一个新的机制，这有助于加深人们对嗅鞘细胞和嗅受体神经元相互作用机理的认识，为深入了解神经发育和再生的机理提供了重要的理论依据，为寻找中枢神经疾病和损伤的有效治疗策略和治疗靶标提供了新的突破口。2、HDACs在嗅上皮神经发生过程中的作用及其机制研究嗅上皮的神经发生过程及其调控机制，是嗅觉发育生物学的重要问题。嗅受体神经元是嗅觉系统的一级神经元，也是唯一存在于嗅上皮的神经元‘2印。它接受外界气味分子刺激，并将信号向上传递至嗅觉

8、中枢。ORNs是脊椎动物中唯一与外周环