Otx1突變和過表達情況下運動皮層第V層錐體神經(jīng)元的形態(tài)學(xué)分析.pdf

1、目的：大腦皮層(Cerebral cortex)是認知功能、感知功能、運動協(xié)調(diào)發(fā)揮的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)錄因子Otx1在大腦的形態(tài)發(fā)育中起關(guān)鍵作用，并高度表達于大腦皮層第五層的錐體神經(jīng)元中(Layer V pyramidal cells，L5PCs)。Otx1突變小鼠在第五層的軸突修剪過程有缺陷并表現(xiàn)出癲癇行為。盡管Otx1基因在大腦中的功能已被較廣泛研究，但Otx1基因是否對L5PCs形態(tài)功能發(fā)揮作用還不清楚。作為我們組進行的系統(tǒng)研究Otx1基因

2、對L5PCs生理特性作用課題的一部分，本人論文重點研究Otx1基因突變對運動皮層L5PCs形態(tài)和以及對小鼠生長的影響。
　　方法：用年齡相同的Otx1突變小鼠和正常小鼠，首先，通過體重測量比較，初步探究Otx1突變對小鼠生長發(fā)育的影響;其次，對用全細胞膜片鉗記錄后的運動區(qū)腦片進行免疫組化染色，利用Neurolucida系統(tǒng)對染色后的L5PCs進行三維(3Dimensional，3D)重構(gòu)，以便進行定量分析，來探究Otx1基因突變對

3、L5PCs形態(tài)發(fā)育是否有影響;最后，通過免疫熒光等技術(shù)觀察、分析Otx1點突變小鼠與正常小鼠相比在L5PCs的OTX1蛋白表達是否有差異。另外，使用子宮內(nèi)電穿孔技術(shù)(In uteroelectroporation，IUE)使Otx1基因過表達于大腦皮質(zhì)第二層或第三層皮質(zhì)(L2/3)的錐體神經(jīng)元中（pyramidal cells，PCs），在正常情況下Otx1基因不表達于這些皮層，以研究過表達情況下對PCs的形態(tài)影響。
　　結(jié)果：O

4、tx1突變小鼠體重明顯低于正常小鼠體重，統(tǒng)計學(xué)比較有明顯差異。在Otx1基因突變情況下，L5PCs基樹突的測量值與對照組比較顯著性減低。而在Otx1過表達的錐體細胞(PCs)與GFP對照組相比情況恰好相反:Otx1過表達的PCs基樹突參數(shù)顯示較高的測量值。對基樹突的分支節(jié)段(branch order)參數(shù)進行分析，在Otx1基因突變情況下，L5PCs的平均節(jié)段數(shù)(segment number)和平均節(jié)段長度(averagesegment

5、 length)都比對照組的測量值偏低，而過表達情況下結(jié)果正好相反:Otx1過表達的PCs的測量值偏高。免疫熒光和定量分析結(jié)果觀察到Otx1突變在大腦皮質(zhì)運動區(qū)第五層的蛋白表達與對照組相比無明顯差異。
　　結(jié)論：盡管Otx1基因突變沒有影響到其在大腦皮層第五層上的蛋白表達，但其導(dǎo)致L5PCs基樹突形態(tài)改變。這些改變在一定程度上可能與這些神經(jīng)元在電生理特性及突觸連接方面的功能性變化相關(guān)。從總體看，Otx1基因作為轉(zhuǎn)錄因子對小鼠的生長