P2Y13在少突胶质细胞中的表达及其在脱髓鞘疾病中的作用研究

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少突胶质细胞(oligodendrocyte,OL)是中枢神经系统形成髓鞘的细胞,髓鞘是神经冲动沿轴突跳跃式快速传导的重要结构基础。少突胶质细胞为轴突提供营养,在维持轴突的完整性、能量代谢过程中发挥重要作用,还可以通过分泌神经营养因子调节神经元的存活。中枢神经系统疾病如多发性硬化症、脑白质营养不良症、脑脊髓损伤、老年性痴呆、精神分裂症、肌萎缩侧面束硬化症等的发生与少突胶质细胞发育异常和/或脱髓鞘事件密切相关。在如神经系统损伤等病理条件下,由于具有对不利刺激极度敏感的特性,少突胶质细胞极容易死亡,从而导致轴突发生脱髓鞘。在中枢神经系统中,通过激活嘌呤能信号影响髓鞘化进程。胞外信号和胞内因子通过调节少突胶质细胞成熟过程和轴突活动,发挥调节髓鞘化的作用。有文献指出,在纯化的原代和小脑组织切片中,ATP和ADP都能抑制少突胶质细胞前体细胞(Oligodendrocyte precursor cells,OPCs)增殖。除了UTP,ATP和ADP在刺激OPC迁移和促进少突胶质细胞分化方面比血小板源性生长因子(PDGF)更有效。最近有研究发现嘌呤能信号在少突胶质细胞发育阶段后期能刺激髓鞘化。已有研究表明,有多种P2Y受体参与调节少突胶质细胞的发育进程。基于以上事实,我们研究了嘌呤能受体P2Y13在野生型小鼠髓鞘生成过程中的作用。首先,我们利用免疫荧光和原位杂交技术检测P2Y13受体在野生型新生小鼠不同发育阶段(P1,P10,P20,P40)的表达情况。结果显示,不同发育阶段(P1,P10,P20,P40)都能检测到P2Y13受体阳性细胞的表达,表达量具有“先升高后降低”的趋势。其次,我们利用免疫荧光技术检测了P2Y13受体表达的细胞类型,结果表明P2Y13受体特异性地表达在Olig2+少突胶质细胞上。利用体外培养OPCs和免疫荧光技术,我们发现P2Y13受体主要表达在少突胶质细胞成熟前至成熟早期阶段。再次,利用体外纯化培养的OPCs体系,我们发现给予P2Y13受体激动剂能增加MBP的表达,而给予P2Y13受体拮抗剂则可以抑制MBP的表达。在铜腙诱导的脱髓鞘疾病模型中,我们观察到胼胝体部位的MBP表达量呈“先减少后增多”的趋势,在髓鞘再生阶段给予P2Y13受体激动剂和拮抗剂,mRNA和蛋白表达量提示,SC251675能促进铜腙脱髓鞘模型中的髓鞘再生,而MRS2211能抑制髓鞘再生。我们建立了P2Y13KO和WT铜腙脱髓鞘模型,通过免疫荧光技术检测胼胝体部位NG2和MBP阳性细胞数,我们发现P2Y13分子是通过调节OPCs向少突胶质细胞分化来调节铜腙模型中髓鞘再生过程。我们对P2Y13KO小鼠与WT小鼠进行了行为学实验(高架十字迷宫,强迫游泳,水迷宫)。结果表明,在高架十字迷宫实验中,与WT小鼠相比,P2Y13KO小鼠在进入开臂次数、开臂停留时间百分比和总进壁次数均明显降低,提示P2Y13KO小鼠具有焦虑增加的倾向;强迫游泳实验结果提示,P2Y13KO小鼠不具有抑郁倾向;水迷宫实验结果提示,P2Y13KO小鼠学习记忆能力不受影响。本研究具有以下几个亮点:(1)研究发现P2Y13分子特异性地表达在少突胶质细胞成熟前至成熟早期阶段;(2)P2Y13分子能调节少突胶质细胞分化过程,在铜腙脱髓鞘模型中具有促进髓鞘再生的作用;(3)行为学结果提示,相比于野生型小鼠,P2Y13KO小鼠具有焦虑增加的倾向。以上结果丰富了治疗临床脱髓鞘疾病的理论知识,为临床治疗脱髓鞘提供了新的思路。
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