講座題目:現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“70周年校慶系列講座” 暨科技與教學(xué)論壇第34期:大腦發(fā)育的分子機(jī)制
講座人:趙善廷 教授
講座時(shí)間:10:00
講座日期:2014-11-1
地點(diǎn):雁塔校區(qū) 教學(xué)一樓303
主辦單位:現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,、教師專業(yè)能力發(fā)展中心
講座內(nèi)容:大腦是人和動(dòng)物機(jī)體中最重要也是最復(fù)雜的器官。神經(jīng)元遷移是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中的重要步驟之一,,受神經(jīng)元內(nèi)外多種分子的調(diào)節(jié)和控制,。神經(jīng)元遷移障礙會(huì)引起神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)異常和功能障礙,,如癲癇,、智力低下和自閉癥等,。搖晃蛋白(Reelin)是一種大分子細(xì)胞外基質(zhì)蛋白,,主要由胚胎發(fā)育過(guò)程中分布于大腦皮質(zhì)和海馬邊緣層的Cajal-Retzius細(xì)胞合成和分泌。該蛋白突變會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)異常和功能障礙,,主要表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)功能障礙,,包括軀體震顫和運(yùn)動(dòng)失調(diào),呈現(xiàn)醉酒步態(tài),,因此被稱為搖晃小鼠(reeler mouse),。其結(jié)構(gòu)異常以具有層狀結(jié)構(gòu)的腦區(qū)受影響最為嚴(yán)重,如大腦皮質(zhì),、海馬結(jié)構(gòu)和小腦皮質(zhì)等,。正常小鼠大腦皮質(zhì)的六層結(jié)構(gòu)形成的順序是由內(nèi)向外,即最早產(chǎn)生的神經(jīng)元位于皮質(zhì)深層,,而晚出生的神經(jīng)元?jiǎng)t首先要遷移穿過(guò)早期產(chǎn)生的神經(jīng)元形成的層到達(dá)并形成大腦皮質(zhì)的淺層,,在搖晃小鼠中大腦皮質(zhì)的形成順序被翻轉(zhuǎn),變成了由外向內(nèi),。正常小鼠海馬結(jié)構(gòu)內(nèi)顆粒細(xì)胞和錐體細(xì)胞形成致密的細(xì)胞帶,,而搖晃小鼠中顆粒細(xì)胞層消失,錐體細(xì)胞分成兩層,。搖晃小鼠的小腦明顯小于正常小鼠,,而且細(xì)胞排列紊亂。以上證據(jù)表明搖晃蛋白在神經(jīng)元遷移和層形成過(guò)程中起著非常重要的作用,,但其作用機(jī)制仍不清楚,。本實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用器官型腦片培養(yǎng)、子宮內(nèi)電擊轉(zhuǎn)染,、激光共聚焦顯微鏡和延時(shí)成像等先進(jìn)技術(shù)對(duì)搖晃蛋白在神經(jīng)元遷移和層形成過(guò)程中的作用機(jī)制進(jìn)行了深入細(xì)致的研究,,發(fā)現(xiàn)搖晃蛋白在分泌后可被剪切成五種大小不同的片段,其中較小的片段可以滲入到大腦皮質(zhì)的深層與剛出生神經(jīng)元表面的載脂蛋白受體結(jié)合,,促進(jìn)和吸引神經(jīng)元向大腦皮質(zhì)表面遷移,,而較大片段則保留在分泌搖晃蛋白的Cajal-Retzius細(xì)胞所在的大腦皮質(zhì)的最外層邊緣帶,當(dāng)遷移神經(jīng)元到達(dá)皮質(zhì)板和邊緣帶的交界處時(shí),,大片段與這些神經(jīng)元表面的極低密度脂蛋白受體結(jié)合抑制神經(jīng)元的運(yùn)動(dòng),,使神經(jīng)元停止遷移,。根據(jù)以上結(jié)果我們認(rèn)為搖晃蛋白在神經(jīng)元遷移過(guò)程中起兩個(gè)相反的作用,既是吸引信號(hào)又是終止信號(hào),,即搖晃蛋白不同的片段在不同的時(shí)間,、不同的地點(diǎn)與不同的受體結(jié)合使神經(jīng)元首先向一定的方向遷移并在適當(dāng)?shù)奈恢猛V惯w移,最終使不同時(shí)期產(chǎn)生的神經(jīng)元按由內(nèi)向外的順序形成大腦皮質(zhì)的六層結(jié)構(gòu),。