近年研究发现多种在免疫系统发现并起重要作用的蛋白质，在发育及正常的成年中枢神经系统(central nervous system，CNS)也有表达，并且具有重要的非免疫学功能。其中，经典MHCⅠ类分子在CNS的表达及功能研究已经成为大脑发育及神经免疫领域的热点。研究者已经证实CNS中经典MHCⅠ类分子表达具有时空特异性，并且其表达水平与神经元电活动显著相关。但是，发育过程中经典MHCⅠ类分子时空特异性表达如何受到调控，以及神经电活动如何影响经典MHCⅠ类分子的表达未见报道。迄今为止，CNS中经典MHCⅠ类分子的表达调控机制并不清楚。一系列的研究成果已经间接支持经典MHCⅠ类分子的表达与孤独症、癫痫等精神性疾病具有相关性，解析MHCⅠ类分子在CNS中的表达调控机制将为进一步了解经典MHCⅠ类分子参与神经发育、突触可塑性及突触修复等过程的分子机制，以及进一步研究其是否与神经系统疾病相关提供必要的实验基础。　　本实验在组织水平检测了经典MHCⅠ类分子表达的时空特异性，在细胞水平检测了神经电活动对经典MHCⅠ类分子表达的影响，并利用原代培养海马神经元细胞以及神经母细胞瘤细胞系，探讨了神经元中经典MHCⅠ类分子内源性以及神经电活动诱导性表达调控的分子机制，获得如下结果:　　1.经典HLAⅠ类重链分子在人类胚胎发育中后期表达具有时空特异性，其中在小脑皮层部位主要表达于浦肯野细胞，且表达呈现由无或微弱表达逐渐增强再逐渐减弱的趋势:胚胎21周即可检测到极微弱的表达，到30周时呈强阳性表达，出生后表达显著减弱，成人不表达。经典HLAⅠ类轻链分子β2m具有与其重链分子相类似的表达模式，且共定位于浦肯野细胞，提示它们可能以复合体形式表达于浦肯野细胞上。　　2.出生后前3周为C57BL/6J小鼠小脑及海马发育成熟的关键时期。免疫荧光双标技术检测结果显示在这一时期内MHCⅠ类分子主要表达于神经元细胞，而并不表达于GFAP阳性的星形胶质细胞。在小鼠小脑部位，经典MHCⅠ类分子主要表达于皮层浦肯野细胞层，进一步利用流式细胞术检测CaBP阳性浦肯野细胞上经典MHCⅠ类分子的表达量，结果显示其表达呈现动态变化趋势，即P0期可检测到弱表达，随着发育的进行表达逐渐增强，到P15时达到最强，随后表达逐渐减弱。在海马部位，经典MHCⅠ类分子表达于锥体细胞、颗粒细胞以及门区中间神经元，通过RT-qPCR及Western Blot对其表达量进行定量分析，结果显示其表达同样呈动态变化趋势，即随着发育的进行表达逐渐增强，到P15时达到最强，P30时表达量显著降低。此外，无论是海马还是小脑部位，经典MHCⅠ类mRNA及蛋白的表达变化趋势一致，提示我们发育过程中经典MHCⅠ类分子的表达调控主要发生在转录水平。　　3.原代培养海马神经元表达经典MHCⅠ类分子，但在体外发育过程中表达量并未发生显著改变;相反，海因酸(Kainic acid，KA)刺激诱导神经元兴奋的条件下，经典MHCⅠ类分子表达上调，使用100μM KA处理细胞30分钟即可显著诱导经典MHCⅠ类分子的上调表达，并且蛋白与mRNA的表达变化趋势一致，提示神经电活动诱导的经典MHCⅠ类分子表达调控主要发生在转录水平。在功能上，KA诱导表达的神经元MHCⅠ类分子具有负向调控突触密度的作用，体现在KA刺激条件下兴奋性突触前marker蛋白Synaptophysin及突触后marker蛋白PSD-95表达量显著降低，加入MHCⅠ类分子抗体阻断其信号传导，则可部分挽救KA引起的这种改变。此外，KA可刺激神经母细胞瘤细胞IMR-32、Neuro2a上调表达MHCⅠ类分子，与之相反，单核巨噬细胞白血病细胞系RAW264.7细胞并不表达KA受体分子GRIK，KA刺激并不引起该细胞MHCⅠ类分子表达量的改变，提示KA诱导神经细胞上调表达经典MHCⅠ类分子具有特异性。　　4.在体外，通过获得不同DNA元件截短的突变质粒，利用Luciferase Reporter Assay证实神经元经典MHCⅠ类分子启动子区DNA元件enhancer A、IRSE和siteα均参与神经元细胞内源性及诱导性MHCⅠ类分子的表达。同时，分别与这些顺式元件有结合能力的转录因子NF-κB、IRF-1和CREB表达或活化水平受KA调控;在体内，小鼠海马发育过程中，IRF-1、NF-κB p-p65以及p-CREB的表达变化趋势也与经典MHCⅠ类分子表达变化趋势一致;此外，在人类胎儿小脑发育过程中转录因子IRF-1表达变化趋势几乎与经典MHCⅠ类分子表达变化趋势一致。这些现象均提示这些转录因子可能参与发育过程中以及KA诱导的经典MHCⅠ类分子的表达调控。　　5.神经元兴奋条件下可通过Ca2+做为第二信使传递信号。在本实验条件下KA作用于离子型谷氨酸受体，可引起原代海马神经元胞内Ca2+浓度的显著增加，并且通过活化Ca+依赖的蛋白激酶A(protein kinase A，PKA)以及蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)诱导MHCⅠ类分子的上调表达，体现在:使用PKA特异性抑制剂H89以及PKC特异性抑制剂staurosporine条件下，KA刺激引起的海马神经元MHCⅠ类分子的上调表达消失。其中，PKA活化参与KA诱导的IRF-1上调表达，而PKC活化同时影响转录因子IRF-1表达以及NF-κB、CREB的活化程度。　　6.KA刺激条件下，JAK1/STAT1、AKT以及MAPK等信号通路分子活化。其中，在PKC特异性抑制剂存在条件下，KA诱导的MAPK以及AKT信号通路活化消失，提示其可能作为PKC的下游信号参与KA诱导的经典MHCⅠ类分子表达。　　以上结果表明发育过程中MHCⅠ类分子主要在神经元发育以及突触连接形成的关键时期（人胚胎28到30周、小鼠出生后前3周）表达，提示经典MHCⅠ类分子可能在此阶段发挥着重要作用。而发育过程中神经元电活动的异常会导致胞内多个信号通路紊乱，引起经典MHCⅠ类分子的异常表达，进而可能会影响到神经元功能的发挥，最终导致疾病的发生、发展。