基底前腦巢蛋白免疫陽(yáng)性神經(jīng)元研究進(jìn)展

任新　朱建華

[摘要] 為總結(jié)基底前腦巢蛋白免疫陽(yáng)性神經(jīng)元的研究成果，探索今后的研究方向。本文對(duì)研究基底前腦巢蛋白免疫陽(yáng)性神經(jīng)元的文獻(xiàn)，特別是近5年文獻(xiàn)進(jìn)行分析和綜述。基底前腦巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元是膽堿能神經(jīng)元的一個(gè)亞群；神經(jīng)元內(nèi)的巢蛋白不來(lái)源于神經(jīng)前體細(xì)胞，而是在神經(jīng)元分化后再表達(dá)；巢蛋白免疫陽(yáng)性神經(jīng)元不是新生的神經(jīng)元，可能是膽堿能神經(jīng)元一種的功能狀態(tài)。因此，基底前腦的膽堿能神經(jīng)元可分為巢蛋白免疫陽(yáng)性和陰性神經(jīng)元，巢蛋白表達(dá)對(duì)基底前腦神經(jīng)元功能的影響進(jìn)值得一步深入研究。

[關(guān)鍵詞] 基底前腦；巢蛋白；膽堿能神經(jīng)元

[中圖分類(lèi)號(hào)] R329 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-0616（2015）01-48-03

[Abstract] To summarize the achievements of nestin immunoreactive neurons in basal forebrain and to explore the future research direction.To study the literature of nestin immunoreactive neurons in basal forebrain，especially to analyze and review the literature of recent five years.Nestin immunoreactive neurons in basal forebrain，which is a subset of cholinergic neurons and may be a kind of functional status of cholinergic neurons but not be neonatal neurons.Nestin of neurons doesn't originated from neural precursor cells，but has expressed after neuronal differentiation.Therefore，cholinergic neurons in basal forebrain could be classified into nestin immunoreactive neurons and negative neurons，the effect of nestin expression on the neuronal function of basal forebrain is worthy of in-depth study.

[Key words] Basal forebrain；Nnestin；Cholinergic neurons

基底前腦存在著一群巢蛋白免疫陽(yáng)性神經(jīng)元，這群神經(jīng)元受到越來(lái)越多人的關(guān)注，現(xiàn)將其研究進(jìn)展綜述如下。

1 基底前腦的組成及神經(jīng)元概況

基底前腦是指位于端腦內(nèi)側(cè)面靠近腦表面一些的灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要包括隔核、斜角帶核、杏仁核、Meynert基底核和腹側(cè)基底核等[1]，與腦的其他區(qū)域沒(méi)有明確的界線(xiàn)。其中內(nèi)側(cè)隔核和斜角帶核共同組成隔-斜角帶復(fù)合體（medial septum and diagonal band complex，MSDB）。MSDB含有膽堿能神經(jīng)元、γ-氨基丁酸能神經(jīng)元、谷氨酸能神經(jīng)元在內(nèi)的多種神經(jīng)元。這些神經(jīng)元中膽堿能神經(jīng)元數(shù)目最多，對(duì)其功能的研究也較深入，認(rèn)為其與學(xué)習(xí)記憶功能有關(guān)，老年性癡呆患者M(jìn)SDB的膽堿能神經(jīng)元明顯減少[2-4]。

2 基底前腦有一群巢蛋白免疫陽(yáng)性神經(jīng)元

巢蛋白（nestin）是Ⅵ型中間絲蛋白，由胚胎期

神經(jīng)前體細(xì)胞一過(guò)性表達(dá)，神經(jīng)元的分化后停止表達(dá)，被其它中間絲蛋白代替。巢蛋白常作為神經(jīng)前體細(xì)胞的特異性標(biāo)記物，廣泛應(yīng)用于體內(nèi)外的神經(jīng)前體細(xì)胞鑒定[5]。在正常成年腦組織中，巢蛋白主要在具有神經(jīng)發(fā)生功能的部位、血管內(nèi)皮細(xì)胞以及激活的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)[6]。

最近發(fā)現(xiàn)成年大鼠MSDB和成人的基底前腦區(qū)域都有一個(gè)連續(xù)的巢蛋白免疫反應(yīng)陽(yáng)性（nestin-immunoreactive，nestin-ir）的細(xì)胞帶。Nestin-ir細(xì)胞特異性地分布于MSDB，能表達(dá)神經(jīng)元特異性稀醇化酶和神經(jīng)元特異性核蛋白[7-8]，但不表達(dá)膠質(zhì)纖維酸性蛋白，而且其大小及形態(tài)均與成熟的神經(jīng)元類(lèi)似，因此認(rèn)為此類(lèi)細(xì)胞是成熟神經(jīng)元[9]。

最初的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示基底前腦的nestin-ir神經(jīng)元是一類(lèi)獨(dú)立于膽堿能神經(jīng)元、GABA能神經(jīng)元及谷氨酸能神經(jīng)元之外的神經(jīng)元[8-9]。MSDB的nestin-ir神經(jīng)元能發(fā)出纖維到海馬、丘腦及前額葉皮質(zhì)[9-10]。大鼠MSDB的nestin-ir神經(jīng)元數(shù)量、胞體面積與大鼠的認(rèn)知功能密切相關(guān)[11]。

3 基底前腦nestin-ir陽(yáng)性神經(jīng)元研究的新進(jìn)展

近年，對(duì)基底前腦nestin免疫陽(yáng)性神經(jīng)元的研究又取得了一些新的進(jìn)展，如對(duì)nestin-ir陽(yáng)性神經(jīng)元的化學(xué)屬性進(jìn)行了進(jìn)一步研究；對(duì)nestin-ir陽(yáng)性神經(jīng)元電生理特征進(jìn)行了初步研究；對(duì)nestin-ir陽(yáng)性神經(jīng)元來(lái)源及可塑性進(jìn)行了探索。

3.1 Nestin-ir陽(yáng)性神經(jīng)元的化學(xué)屬性鑒定

最初的研究認(rèn)為nestin-ir陽(yáng)性神經(jīng)元是位于基底前腦的一類(lèi)獨(dú)立于膽堿能神經(jīng)元、GABA能神經(jīng)元及谷氨酸能神經(jīng)元之外的獨(dú)立的神經(jīng)元。但Guo等[12]使用免疫熒光雙標(biāo)及激光共聚焦檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，基底前腦的nestin-ir陽(yáng)性神經(jīng)元幾乎全部與膽堿能神經(jīng)元雙標(biāo)，約占膽堿能神經(jīng)元的50%。使用單細(xì)胞RT-PCR及電生理特征檢測(cè)，也證實(shí)基底前腦的nestin-ir陽(yáng)性神經(jīng)元屬于膽堿能神經(jīng)元[13]。Hendrickson等[14]的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)基底前腦的nestin神經(jīng)元是膽堿能神經(jīng)元。

3.2 Nestin-ir陽(yáng)性神經(jīng)元的電生理特征

使用膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)與單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)證實(shí)MSDB的巢蛋白陽(yáng)性細(xì)胞具有典型的成熟神經(jīng)元的動(dòng)作電位，從電生理的角度證實(shí)了此類(lèi)細(xì)胞為成熟的神經(jīng)元。巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元表現(xiàn)出慢放電神經(jīng)元特征，而不是快放電（faster-firing）和簇狀放電（cluster-firing），因而從電生理特征上也證實(shí)驗(yàn)巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元是膽堿能神經(jīng)元而不是GABA能神經(jīng)元和谷氨酸能神經(jīng)元，巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元是膽堿能神經(jīng)元的一個(gè)亞型[12]。與巢蛋白陰性的膽堿能神經(jīng)元相比，巢蛋白陽(yáng)性的膽堿能神經(jīng)元具有較大的超極化激活的內(nèi)向電流（Ih）及較大的興奮性突觸后電流。提示巢蛋白陽(yáng)性和陰性的膽堿能神經(jīng)元在學(xué)習(xí)記憶過(guò)程中可能具有不同的功能[13]。

3.3 Nestin-ir陽(yáng)性神經(jīng)元發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)

Guo等[15]通過(guò)免疫熒光雙標(biāo)的方法研究了基底前腦巢蛋白、膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶（choline acetyl transferase，ChAT）和小清蛋白（parvalbumin，PV）陽(yáng)性神經(jīng)元在出生后的表達(dá)模式。發(fā)現(xiàn)ChAT在出生后1天即開(kāi)始表達(dá)，而PV在較晚出現(xiàn)，約在出生后16天開(kāi)始表達(dá)。巢蛋白在出生后9天開(kāi)始表達(dá)，并在出生后的整個(gè)發(fā)育過(guò)程中與同一區(qū)域的部分ChAT陽(yáng)性神經(jīng)元重疊。研究結(jié)果進(jìn)一步提示巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元是膽堿能神經(jīng)元的一個(gè)亞群，但巢蛋白陽(yáng)性和陰性的膽堿能神經(jīng)元有不同的出生后表達(dá)模式。神經(jīng)元內(nèi)的巢蛋白不是直接來(lái)源于神經(jīng)元前體細(xì)胞，而是在神經(jīng)元分化后再表達(dá)的。

3.4 巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元的來(lái)源探索

為探索基底前腦巢蛋白免疫陽(yáng)性神經(jīng)元的來(lái)源，朱丹青等[16]研究了巢蛋白免疫陽(yáng)性神經(jīng)元與5-乙炔基-2脫氧尿嘧啶核苷（EdU）陽(yáng)性細(xì)胞、巢蛋白免疫陽(yáng)性神經(jīng)元與雙皮質(zhì)素（doublecortin，DCX）陽(yáng)性神經(jīng)元的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)EdU陽(yáng)性細(xì)胞主要分布于海馬齒狀回及側(cè)腦室的室管膜及室管膜下區(qū)的細(xì)胞，在內(nèi)側(cè)隔核、斜角帶核等區(qū)域無(wú)明顯的EdU陽(yáng)性細(xì)胞，巢蛋白免疫反應(yīng)陽(yáng)性神經(jīng)元與EdU陽(yáng)性細(xì)胞無(wú)共定位表現(xiàn)。巢蛋白免疫反應(yīng)陽(yáng)性神經(jīng)元與雙皮質(zhì)素陽(yáng)性神經(jīng)元之間無(wú)雙標(biāo)。由于EdU是胸腺嘧啶核苷的類(lèi)似物，能在細(xì)胞增殖期替代胸腺嘧啶滲入正在復(fù)制的DNA分子中[17-18]，而DCX只在新生的神經(jīng)元中表達(dá)。因此，實(shí)驗(yàn)提示基底前腦巢蛋白免疫反應(yīng)陽(yáng)性神經(jīng)元不是新生的神經(jīng)元，可能是成熟膽堿能神經(jīng)元的一種功能狀態(tài)?？赡苁浅驳鞍妆磉_(dá)使膽堿能神經(jīng)元產(chǎn)生了特殊的功能。通過(guò)腹膜腔給大鼠連續(xù)注射BrdU（75mg/kg）28d，在基底前腦的NESs中未發(fā)現(xiàn)BrdU免疫陽(yáng)性，但在大鼠的SVZ、吻側(cè)遷移流及SGZ檢測(cè)到BrdU強(qiáng)陽(yáng)性，也說(shuō)明基底前腦的NENS不是新生神經(jīng)元[14]。

3.5 巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元纖維投射及損傷研究

趙宇紅等用快藍(lán)注射法追蹤基底前腦巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元向嗅球的纖維投射及嗅神經(jīng)損傷對(duì)基底前腦巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元影響，發(fā)現(xiàn)約53.6%的基底前腦膽堿能神經(jīng)元投射到嗅球，MS及vDB的巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元在嗅神經(jīng)損傷后具有代償功能[19]。嗅神經(jīng)元損傷后巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目的下降要緩慢于巢蛋白陰性神經(jīng)元。提示與巢蛋白陰性神經(jīng)元相比，巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元對(duì)于損傷有更強(qiáng)的耐受性。Yu等[20]的研究則提示，巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元對(duì)于秋水仙堿的損傷有更強(qiáng)的耐受性。但Hendrickson等[13]的研究則發(fā)現(xiàn)巢蛋白表達(dá)對(duì)192-皂草素引起的神經(jīng)損傷無(wú)保護(hù)作用。因此，需要更多的研究來(lái)證實(shí)巢蛋白表達(dá)對(duì)神經(jīng)元功能的影響。

4 展望

最新的研究改變了當(dāng)初對(duì)于巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元化學(xué)屬性的認(rèn)識(shí)，證實(shí)了基底前腦巢蛋白陽(yáng)性細(xì)胞是成熟的神經(jīng)元，屬于膽堿能神經(jīng)元。這種神經(jīng)元具有較大的超極化激活的內(nèi)向電流和興奮性突觸后電位，可能在學(xué)習(xí)記憶過(guò)程中具有不同的功能。神經(jīng)元內(nèi)的巢蛋白不是直接來(lái)源于神經(jīng)前體細(xì)胞，而是在神經(jīng)前體細(xì)胞分化后再表達(dá)的。巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元也不是新生神經(jīng)元，而是膽堿能神經(jīng)元的一種功能狀態(tài)，可能是巢蛋白表達(dá)使膽堿能神經(jīng)元產(chǎn)生了特殊的功能，使其具有更強(qiáng)的神經(jīng)可塑性。雖然我們對(duì)巢蛋白陽(yáng)性神經(jīng)元有了一定的了解，但仍有很多迷團(tuán)需要打開(kāi)，特別是巢蛋白表達(dá)對(duì)神經(jīng)元功能的影響，以及我們能否通過(guò)調(diào)控基底前腦神經(jīng)元巢蛋白的表達(dá)來(lái)改變神經(jīng)元的功能，改善學(xué)習(xí)記憶等。

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（收稿日期：2014-11-03）