【摘要】：神經(jīng)發(fā)生(neurogenesis)是指神經(jīng)干細(xì)胞(neural stem cells,NSCs)發(fā)生一些列的活動,包括干細(xì)胞的增殖、分化、遷移、凋亡等過程。在嚙齒類以及靈長類的動物中,公認(rèn)的神經(jīng)發(fā)生的部位有兩個區(qū)域,即海馬齒狀回(dentate gyrus,DG)的顆粒細(xì)胞下層(subgranular zone,SGZ)以及側(cè)腦室(Lateral Ventricles,LV)的室管膜下區(qū)(subventricular zone,SVZ)。伴隨著研究海馬齒狀回成體神經(jīng)發(fā)生的不斷深入,對于科學(xué)家們更多的了解大腦功能,明確中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷原因等都有很重要的作用;大腦皮層是神經(jīng)系統(tǒng)中最為復(fù)雜的結(jié)構(gòu),其形成過程多樣、復(fù)雜,任何一個過程產(chǎn)生問題,則不可避免的產(chǎn)生各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病,例如癲癇、亨廷頓舞蹈癥、半側(cè)巨腦癥等。百草枯(Paraquat,PQ,C_(12)H_(14)Cl_2N_2)是非選擇性除草劑,對人畜具有強(qiáng)毒性,可經(jīng)皮膚、呼吸道和消化道進(jìn)入人體,引起多系統(tǒng)毒性反應(yīng)。近年來,百草枯的大量使用引發(fā)了人們對其長期低劑量接觸的慢性毒性作用和對生態(tài)環(huán)境影響的擔(dān)憂。諸多流行病學(xué)研究表明百草枯的長期暴露可導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)病變,將一定程度上引起阿爾茨海默癥、帕金森綜合癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病。而阿爾茲海默癥的臨床表現(xiàn)則是記憶的喪失,因此推測可能與海馬的成體神經(jīng)發(fā)生有一點(diǎn)內(nèi)在聯(lián)系。另外,在神經(jīng)發(fā)育早期,由于血腦屏障發(fā)育不完善及一些功能蛋白活性很低或缺乏,發(fā)育早期易受到環(huán)境神經(jīng)毒物作用的影響,導(dǎo)致神經(jīng)生理功能的異常,并對成年后的中樞神經(jīng)生理功能和防御機(jī)制造成影響。但是百草枯對成體神經(jīng)發(fā)生以及發(fā)育期大腦皮層神經(jīng)發(fā)生有什么作用呢?現(xiàn)在還不得而知。本研究通過摸索低劑量給藥百草枯,建立不同時期百草枯小鼠中毒模型,通過細(xì)胞培養(yǎng)、Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)、Western blot、BrdU活體注射、子宮內(nèi)電擊轉(zhuǎn)染、多重免疫熒光染色以及熒光顯微鏡拍照技術(shù),研究了百草枯對小鼠海馬和皮層神經(jīng)發(fā)生的毒性作用。主要結(jié)果如下:1.體外實(shí)驗(yàn)中,百草枯影響細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。利用細(xì)胞培養(yǎng)以及免疫熒光染色發(fā)現(xiàn)百草枯處理后會抑制Neuro-2a細(xì)胞增殖,引起細(xì)胞死亡;使用Annexin V-FITC/PI雙染,利用流式細(xì)胞儀檢測發(fā)現(xiàn)百草枯會誘導(dǎo)PC12細(xì)胞凋亡;2.成年小鼠在體實(shí)驗(yàn)中,百草枯處理后會影響小鼠成體神經(jīng)發(fā)生以及空間學(xué)習(xí)記憶能力。成年小鼠染毒后,海馬齒狀回新生細(xì)胞數(shù)量減少,細(xì)胞存活率下降,另外細(xì)胞命運(yùn)決定發(fā)生改變,Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)組小鼠逃離水面時間與對照組相比差異顯著,實(shí)驗(yàn)組小鼠穿越隱藏平臺次數(shù)較少,空間學(xué)習(xí)與記憶能力受到影響;3.孕期暴露百草枯,影響皮層神經(jīng)元形態(tài),VZ/SVZ神經(jīng)干細(xì)胞增殖減少,細(xì)胞周期退出率受到抑制,神經(jīng)元成熟減緩,神經(jīng)元遷移也受到抑制。綜上述所,百草枯不僅影響成年小鼠海馬神經(jīng)發(fā)生以及學(xué)習(xí)記憶能力,孕期暴露百草枯也會影響皮層神經(jīng)發(fā)生以及神經(jīng)元遷移。
【圖文】：

1-1: 海馬神經(jīng)環(huán)路以及新生神經(jīng)元產(chǎn)生。（A）齒狀回接收來自 EC 的信息，然后講信息通纖維傳出以后傳遞到 CA3 區(qū)以及投射到 CA2。（B）神經(jīng)干細(xì)胞起源于齒狀回下顆粒細(xì)胞在顆粒細(xì)胞層逐漸成熟(Akers et al., 2018)。1. DG circuitry and generation of new neurons. (A) The DG receives input from the performant pEC and sends output through mossy fibers to the CA3 region and additional longitudinal projectiCA2. (B) NSPCs originate in the subgranular zone of the DG and gradually migrate into the grancell layer as they mature(Akers et al., 2018).成年 DG 神經(jīng)發(fā)生的調(diào)控年 DG 神經(jīng)發(fā)生受許多內(nèi)在和外在因素的調(diào)節(jié)，包括藥物，，飲食，炎癥，體力境富集，壓力和創(chuàng)傷(Kempermann, 2011)�？梢韵胂�，這些因素通過促進(jìn)或抑因（包括 DNA 甲基化，組蛋白修飾，染色質(zhì)重塑和非編碼 RNAs）表達(dá)的動3

端腦神經(jīng)干細(xì)胞以振蕩模式表達(dá) Hes1（圖 1-2C, E）(Sh神經(jīng)元素 2 和 Notch 配體 Deltalike 1 表達(dá)的振蕩。減少 Notch 信1-2E）并促進(jìn)了樞神經(jīng)基因的持續(xù)表達(dá)，這反過來誘導(dǎo)分化(ShHes1 的振蕩表達(dá)對于 NPC 的增殖似乎也很重要，因?yàn)槌掷m(xù)高減少的增殖(Baek et al., 2006)。該模型可以補(bǔ)充側(cè)向抑制模型，otch 配體表達(dá)的分化細(xì)胞促進(jìn)了鄰近細(xì)胞的自我更新，并解釋發(fā)育的早期階段調(diào)節(jié)細(xì)胞命運(yùn)。胞的命運(yùn)也受細(xì)胞周期長度調(diào)控。通常，進(jìn)行對稱自我更新分不對稱細(xì)胞分裂的細(xì)胞周期更長（圖 1-2F）(Arai et al., 2011; Ca胞周期長度觸發(fā)過早神經(jīng)發(fā)生(Calegari and Huttner, 2003)，而發(fā)生(Pilaz et al., 2009)并促進(jìn) IPC。這與 G1 期長度隨著神經(jīng)發(fā)生加而增加的觀察結(jié)果相關(guān)聯(lián)(Takahashi et al., 1995)。它具有已經(jīng)分裂的細(xì)胞中的 S 相更長，因?yàn)樾枰鼜V泛的 DNA 修復(fù)以滿足的更高要求(Arai et al., 2011)�；蛘�，細(xì)胞周期長度可以通過調(diào)振蕩模式影響細(xì)胞命運(yùn)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S859.8

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 任今鵬,任惠民,蔣雨平;百草枯致帕金森病模型小鼠腦紋狀體多巴胺D1、D2受體變化[J];中華老年醫(yī)學(xué)雜志;2002年01期

2 丁正同,任惠民,蔣雨平,蔡振林,朱秋毓;百草枯對小鼠黑質(zhì)紋狀體多巴胺能系統(tǒng)的影響[J];復(fù)旦學(xué)報(醫(yī)學(xué)科學(xué)版);2001年01期

本文編號：2646193