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三叉神经中脑核发育的转录调控和内侧丘系轴突导向的分子机制

王承忠  
【摘要】: 三叉神经中脑核支配咬肌的肌梭,并负责接收和传递口面部的本体感觉。目前,关于三叉神经中脑核发育的分子机制研究还很少。我们提供证据表明,转录因子Drg11对三叉神经中脑核的发育是必需的。Drg11表达于胚胎期和生后早期的小鼠三叉神经中脑核。在生后Drg11-/-小鼠中,三叉神经中脑核完全缺失。这可能是由三叉神经中脑核在Drg11-/-小鼠胚胎发育过程中异常的细胞凋亡所导致的。在生后Drg11-/-小鼠中,三叉神经中脑核支配咬肌所形成的肌梭结构也未能观察到;而大量的三叉神经运动核神经元对咬肌的纤维支配得以维持。生后Drg11-/-小鼠体重明显少于对照组野生型。这可能部分地由于Drg11-/-小鼠存在口面部本体感觉的缺陷。这些结果表明Drg11对小鼠三叉神经中脑核发育起着重要作用。 内侧丘系是一个重要的感觉传导系统,介导肢体的精细触觉和本体感觉。此系统中,第二级神经元(背索核)轴突形成内弓状纤维,在延髓腹侧跨过中线,然后在腹侧生长并抵达对侧丘脑的腹外侧区。我们实验观察到DCC(Netrin-1的一种受体)表达于发育中的背索核,并且DCC对内侧丘系传导通路的建立是必需的。在早期胚胎(E11),背索核轴突集束向腹侧生长并开始跨过中线;Netrin-1表达于内弓状纤维所在的延髓腹侧底板。神经示踪实验表明,在DCC-/-小鼠中,一些来自背索核的轴突能到达腹侧中线;但不成束,也不跨过中线。令人惊奇的是,这些纤维能在同侧脑干内向颅侧生长并投射到同侧丘脑的腹外侧。DCCkanga是DCC的一种自发突变型,缺失DCC胞内P3结构域。在DCCkanga-/-小鼠中,背索核轴突能集束向腹侧生长并抵达延髓腹侧中线。但与DCC-/-小鼠不同的是,这些纤维中有些跨过中线,形成内侧丘系交叉;而有些不跨过中线,停留在同侧。这些跨越和未跨越中线的轴突均能向相应的丘脑腹外侧区投射。Unc5h3是Netrin-1的另一种受体。在Unc5h3自发突变小鼠中,背索核轴突的发育未见明显缺陷。综上所述,Netrin/DCC对内侧丘系传导通路的建立是必需的。


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