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中枢神经系统少突胶质细胞通过PDGFA反馈调控自身增殖分化稳态的机制研究

何婉君

中枢神经系统少突胶质细胞通过PDGFA反馈调控自身增殖分化稳态的机制研究

何婉君1
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作者信息

  • 1. 杭州师范大学
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摘要

在中枢神经系统(centralnervoussystem,CNS)中,髓鞘由少突胶质细胞(oligodendrocytes,OLs)包裹神经元的轴突形成。髓鞘不仅能保证神经冲动的快速传导,还对神经元的轴突有营养和支持作用。髓鞘发育异常会导致许多疾病的发生,比如多发性硬化、视神经脊髓炎、弥漫性硬化以及急性播散性脑脊髓炎等。OLs由少突胶质前体细胞(oligodendrocyteprogenitorcells,OPCs)不断分化产生。在发育过程中,OPCs不断分化形成OLs,剩余的OPCs则需要通过增殖来实现OPCs数量的稳定。尤其在CNS的白质区,大量的OPCs快速分化为OLs以满足白质区对髓鞘形成的需求,因此这一稳态维持显得更加重要。然而,这一OPCs和OLs供求关系的稳态平衡如何实现,仍然是一个未知的问题。 在之前的研究中我们发现,特异性阻断OPCs中的Notch信号通路,可以导致OPCs大量提前分化为OLs,然而,剩余的OPCs在随后出现了快速增殖。这是首次在OPCs提前分化的表型出现后观察到OPCs过度增殖,促使我们联想到CNS,尤其是其白质区,OPCs大量分化为OLs之后剩余OPCs再迅速增殖以补偿其消耗的现象。在此基础上,我们围绕OPCs分化与增殖稳态的调控机制问题,进行了一系列的探索,得出以下结论:(1)阻断Notch信号通路导致OPCs提前分化为OLs,而这些提前产生的OLs高表达PDGFA,可能是导致剩余OPCs发生过度增殖的原因;(2)单细胞测序和原位杂交结果都表明,小鼠体内由OPCs新分化产生的少突胶质细胞(newly-formedoligodendrocytes,NFOs)高表达PDGFA;(3)OPCs不能分化为NFOs的Myrf-CKO突变小鼠中,白质区OPCs的数量显著减少;(4)在大脑皮层过表达PDGFA,导致局部OPCs过度增殖,但结果同时表明神经元表达的PDGFA不能通过轴突远距离作用于白质区。以上结果促使我们提出一个全新的假设,即OPCs分化为NFOs的时候,NFOs短暂高表达PDGFA,刺激周围OPCs发生增殖,以一种反馈调节的机制精细调控OPCs分化和增殖稳态。最终,利用Cnp-Cre介导敲除NFOs中的Pdgfa基因,证实NFOs中表达的PDGFA对维持CNS,尤其是白质区OPCs的增殖稳态至关重要。 CNS中的OPCs分化和增殖的供求稳态,是髓鞘发育研究的重要问题。本课题提出的这一全新的OPCs分化和增殖稳态维持机制,丰富了关于少突胶质细胞发育和髓鞘形成的理论基础,也将可能为髓鞘相关疾病以及髓鞘再生提供全新的理论借鉴。

关键词

少突胶质细胞/髓鞘发育/增殖分化/中枢神经系统/Notch信号通路

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授予学位

硕士

学科专业

发育生物学

导师

邱猛生/黄浩

学位年度

2023

学位授予单位

杭州师范大学

语种

中文

中图分类号

R3
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