α-synuclein A30P突变减弱小鼠侧脑室下区的神经发生及嗅球的分化

【作者】 张学明； Yongsoo Kim； Jenny Brown； Richard Wade-Martins； Francis Szele；

【机构】 吉林大学畜牧兽医学院动物胚胎工程吉林省重点实验室； Department of Physiology,Anatomy and Genetics,University of Oxford；

【摘要】 脑室下区(subventricular zone,SVZ)及海马齿状回颗粒下区(subgranular zone,SGZ)是哺乳动物脑内终生存在神经发生的两个主要区域。SVZ产生的多巴胺能神经元经吻侧迁移流(rostral migratory stream,RMS)迁移至嗅球(olfactory bulb,OB)并分化为颗粒细胞层(granular cell layer,GCl)、僧帽细胞层(mitral cell layer,MCl)、外从状层(external plexiform layer,EPl)、突触球层(glomerular layer,Gl)等内的中间神经元;SGZ产生的神经元则迁移至海马齿状回颗粒层成为颗粒细胞。这些细胞能整合入神经网络并发挥功能。已知a-synuclein(SNCA)编码突触核蛋白SNCA,能影响SVZ神经发生中的多巴胺能性神经传递及嗅球的分化。研究表明,SNCA在人类帕金森病等多巴胺能神经退行性疾病的发生发展中扮演着关键角色。现已在家族性帕金森病病例中发现了SNCA的3个点突变:A53T(丙氨酸53-苏氨酸)、A30P(丙氨酸30-脯氨酸)、E46K(谷氨酸46-赖氨酸)。但有关SNCA及其突变对成体SVZ神经发生及嗅球分化的确切作用尚不清楚。本研究采用了携带人SNCA顺式调控元件的细菌人工染色体转基因小鼠(遗传背景均为C57BL),设正常对照(C57BL)、SNCA敲除组(SNCA-/-)及SNCA敲除并表达人SNCAA30P突变(A30PSNCA-/-)3个组,用免疫荧光组织化学方法分析了3组间SVZ神经细胞增殖及嗅球细胞分化的差异。结果显示,①在SVZ内,磷酸化组蛋白3(PH3)阳性的增殖细胞在SNCA-/-鼠明显减少,在A30P SNCA-/-鼠显著减少;②Mash1+细胞在A30PSNCA-/-鼠SVZ内显著减少;③SNCA-/-及SNCAA30P突变致嗅球中心及突触球层(Gl)内的双皮质素Dcx+细胞显著减少;④SNCA-/-及SNCA A30P突变致嗅球Gl内的TH+、Calbindin(CalB)+、Calretinin(CalR)+细胞显著减少;⑤Tunel染色显示,SNCA-/-及A30P SNCA-/-组小鼠嗅球中的细胞凋亡数减少。上述结果提示,SNCA A30P突变减弱了成体SVZ内的神经发生,迟滞了SVZ增殖神经细胞向嗅球的迁移并迟缓了这些迁移细胞向嗅球中间神元的分化。更多还原