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已有的研究结果证明,LIM同源域转录因子Islet-1、一氧化氮(NO)和性激素(雌激素和雄激素)均参与神经元的增殖、分化、存活和功能维持。但对这些转录因子、信号分子或激素之间的作用关系和相关的作用机理尚不清楚。本研究主要通过免疫组织化学方法研究了Islet-1、神经型一氧化氮合酶(nNOS)、雌激素受体(ERα、ERβ)以及雄激素受体(AR)在不同发育时期绵羊胎儿背根神经节(DRG)中的表达变化及其相互关系。本研究取得了以下四个方面的结果:
一、Islet-1和nNOS影响感觉神经元的分化,轴突的靶向性生长以及细胞的凋亡。本实验较为系统地研究了绵羊胎儿DRG发育过程中Islet-1和nNOS的表达变化关系。研究结果表明Islet-1阳性细胞百分率在第60,90,120天绵羊胎儿以及新生羔羊DRG中分别为90%,79%,66%和53%。nNOS的阳性细胞百分率在60天绵羊胎儿中为94%,第90天时下降至大约30%,此后直到新生其百分率无显著变化。免疫组织化学双染结果显示胎儿60天时,69%的Islet-1阳性细胞表达nNOS。这一比率在胎儿90天时下降至24%,此后直到出生没有显著变化。不仅如此,第120天胎儿和新生羔羊DRG中,共表达Islet-1和nNOS的细胞主要为小型和中型神经元。这些结果提示Islet-1和nNOS可能对于DRG神经元的分化和功能维持有着一定的作用。
二、雌激素和雄激素主要通过其特异性受体(ER,AR)实现其生理效应,这些受体可以调节神经的存活,递质的表达和突触的可塑性。本实验研究了ERα,ERβ以及AR在绵羊胎儿DRG发育过程中的表达变化。结果显示ERα,ERβ和AR最早分别在第90,120和90天胎儿DRG中表达。第90天和120天胎儿DRG中约60%的细胞表达ERα或AR。出生后ERα的表达没有显著变化,但是AR的表达显著下降至20%。120天胎儿和新生羔羊DRG中约8%的细胞表达ERβ,并且ERβ阳性细胞主要分布在DRG的边缘区域。此外,120天胎儿和新生羔羊中,ERα,ERβ和AR在三种不同大小类型DRG神经元中表达分布方式不同。这些结果提示ERα,ERβ和AR在DRG感觉神经元的发育过程中可能有着不同的功能。
三、Islet-1可以与其它转录因子共同作用影响神经细胞的存活,轴突的延伸以及递质的表达。进一步研究ERα、ERβ、AR与Islet-1的表达变化关系发现,超过70%的ERα+,ERβ+或AR+细胞表达Islet-1,并且ERα、ERβ、AR与Islet-1的双染细胞在三种不同大小类型DRG神经元中表达分布方式不同。这些结果提示ERα,ERβ和AR可能与Islet-1存在共同作用调节DRG神经元的分化和功能维持。
四、为了进一步研究这些基因在感觉神经元发育过程中的功能,我们以鸡胚为实验模型,利用pEGFP-H1-shRNA干扰载体系统初步建立了Islet-1基因沉默的方法。
综上所述,本研究的结果提示了Islet-1,nNOS,ERα,ERβ和AR可能对DRG感觉神经元早期分化和后期功能维持有着一定的作用。此外,本研究初步建立的Islet-1基因沉默的方法为进一步研究发育相关基因的功能提供了较好的技术平台。